FR2538947A1 - Interrupteur a fermeture et ouverture commandees et a ouverture automatique en cas de surcharge de courant - Google Patents

Abstract

L'INTERRUPTEUR COMPREND UN CONTACT FIXE 2 ET UN CONTACT MOBILE 3 SOUMIS A L'ACTION D'UNE PIECE MAGNETIQUE 12. LE CONTACT MOBILE 3 EST PORTE PAR UN LEVIER 4 PIVOTANT AUTOUR D'UN AXE 10 SOLIDAIRE D'UN ORGANE DE COMMANDE 6. L'EXTREMITE 4A DE CE LEVIER COMPORTE UN SECOND AXE 15 QUI EST RELIE A UN DISPOSITIF A SEUIL MECANIQUE 18, CE SECOND AXE POUVANT SE DEPLACER ENTRE UNE POSITION NORMALE MAINTENUE PAR LE DISPOSITIF A SEUIL DANS LAQUELLE LES CONTACTS 2, 3 PEUVENT ETRE FERMES ET OUVERTS PAR L'ORGANE DE COMMANDE, ET UNE POSITION DE DECLENCHEMENT PAR RAPPORT AU DISPOSITIF A SEUIL DANS LAQUELLE LE LEVIER EST PLACE DANS UNE POSITION OU LES CONTACTS SONT TOUJOURS SEPARES. LA PIECE MAGNETIQUE 12 OCCUPE PAR RAPPORT AU LEVIER PIVOTANT 4 UNE POSITION TELLE QU'ELLE EXERCE SUR CE DERNIER UN COUPLE QUI RENFORCE LA PRESSION DE CONTACT AVANT DECLENCHEMENT DU DISPOSITIF A SEUIL ET QUI FAIT PIVOTER LE LEVIER AUTOUR DE SON AXE 10 DANS LE SENS DE L'OUVERTURE DES CONTACTS APRES DECLENCHEMENT DE CE DISPOSITIF 18. UTILISATION POUR LA PROTECTION DES INSTALLATIONS ELECTRIQUES CONTRE LES SURCHARGES DE COURANT.

Description

La présente invention concerne un interrup-

teur à fermeture et ouverture commandées par un organe de commande tel qu'un électro-aimant et à

ouverture automatique en cas de surcharge de cou-

rant traversant cet interrupteur. On connaît déjà des interrupteurs tels que

les contacteurs dont le contact mobile est direc-

tement relié à l'armature d'un électro-aimant qui commande le déplacement de ce contact mobile contre l'action de moyens de rappel, entre une position de fermeture et une position d'ouverture des contacts.

Certains de ces contacteurs connus compren-

nent en outre des moyens pour commander l'ouverture automatique des contacts, indépendamment de l'action de l'électro-aimant, lorsque l'intensité du courant

parcourant le contacteur dépasse un seuil prédéter-

miné Ces moyens peuvent consister en une pièce magnétique concentrant le champ dans une boucle de courant pour augmenter l'intensité des forces de répulsions exercées sur le contact mobile On assure ainsi l'ouverture automatique des contacts lorsque l'intensité dépasse une valeur prédéterminée qui est généralement de l'ordre de trente à quarante fois

l'intensité nominale.

Ce type d'interrupteur possède ainsi les deux régimes différents de fonctionnement suivants: un régime de fonctionnement en contacteur dans lequel l'ouverture des contacts est uniquement commandée par l'électroaimant,

un régime de fonctionnement lors de l'ap-

parition de défauts dans lequel l'ouverture des

contacts est faite automatiquement lors de l'ap-

parition de courants de court-circuits, indépendam-

ment de l'action de l'électro-aimant, et bien que celui-ci se trouve dans une position active pour

laquelle les contacts devraient être fermés.

Un appareil de ce type est décrit par exemple

dans la demande de brevet français N O 80 120 86 dé-

posée le 30 Mai 1980 au nom de la Demanderesse. L'appareil décrit dans cette demande de brevet comporte plusieurs interrupteurs à pont de contact rigide coopérant avec des contacts fixes

portés respectivement par des conducteurs commu-

niquant des forces de répulsion au pont de contact.

Par ailleurs, la région centrale du pont coopère avec une structure magnétique fournissant au pont

des forces de compensation de la pression de con-

tact en-dessous d'un certain seuil; au-delà de ce seuil le pont est séparé très rapidement des

contacts fixes.

Par construction ce dispositif connu ne fait intervenir cette structure magnétique que pour faire

apparaître une force de pression de contact supplé-

mentaire qui est directement opposée aux forces de

répulsion électro-dynamique.

Ceci présente un désavantage dans la mesure o la rapidité de la séparation des contacts, qui est nécessaire lorsque apparaît un courtcircuit, se ressent d'un bilan de forces qui est diminué en raison des sens opposés que présentent cette force supplémentaire et ces forces de répulsion alors qu'il

serait souhaitable d'exploiter l'ensemble des for-

ces en présence pour accélérer la vitesse d'ouver-

ture du pont de contact et limiter ainsi de façon encore plus efficace l'intensité des courants de court-circuit.

Le but de la présente invention est de remé-

dier aux inconvénients des réalisations connues, en créant un interrupteur à fermeture et ouverture commandées et à ouverture automatique ayant un haut pouvoir de coupure(de l'ordre de 100 KA efficaces

présumés) avec une garantie de non-soudure des con-

tacts, et dans lequel la structure magnétique parti- cipe à la génération de forces dirigées dans le sens de l'ouverture du contact mobile dès que l'augmentation de la pression de contact n'est plus nécessaire.

L'interrupteur visé par l'invention à ferme-

ture et ouverture commandées par un organe de commande tel qu'un électroaimant et à ouverture

automatique en cas de surcharge du courant traver-

sant cet interrupteur, comprend unoentact fixe, et un contact mobile soumis à l'action d'une pièce magnétique qui permet de renforcer la pression d'appui du contact mobile sur le contact fixe en-dessous d'un certain seuil de courant ainsi qu'un dispositif à seuil mécanique qui se déclenche en assurant l'ouverture des contacts lorsque la pièce magnétique exerce sur le contact mobile une force qui dépasse celle correspondant au seuil du

courant précité.

Suivant l'invention cet interrupteur est caractérisé en ce que le contact mobile est porté par un levier pivotant autour d'un premier axe d'articulation solidaire de l'organe de commande, l'extrémité de ce levier opposée à celle portant

le contact mobile comportant un second axe d'ar-

ticulation qui est relié au dispositif à seuil-

mécanique, ce second axe d'articulation pouvant se

déplacer entre une position normale qui est mainte-

nue par le dispositif à seuil et dans laquelle le contact mobile est en appui contre le contact fixe sous l'action d'un ressort, et une position de déclenchement par rapport au dispositif à seuil dans laquelle les contacts sont séparés, en ce que la

pièce magnétique occupe par rapport au levier pi-

votant une position telle qu'elle exerce sur ce dernier un couple fonction de l'intensité traversant les contacts qui renforce la pression de contacts avant déclenchement du dispositif à seuil mécanique -et qui fait pivoter le levier autour de son premier

axe d'articulation solidaire de l'organe de comman-

de, après déclenchement du dispositif à seuil.

Cet interrupteur fonctionne de la façon sui-

vante: tant que l'intensité traversant l'interrup-

teur n'atteint pas le seuil de coupure désiré, le second axe d'articulation du levier pivotant est maintenu immobile par le dispositif à seuil La pièce magnétique exerce sur le levier une force électromagnétique qui tend à renforcer la pression de contact et à éviter ainsi tout risque de soudure

de ceux-ci Lorsque l'intensité traversant l'iner-

rupteur dépasse le seuil désiré, la force exercée par-la pièce magnétique sur le levier excède la force de réaction du dispositif à seuil, de sorte

que le second axe d'articulation du levier se déso-

lidarise du dispositif à seuil et ainsi le levier

pivote par rotation autour de sa première articula-

tion, ce qui entraîne l'ouverture des contacts.

On obtient ainsi une ouverture rapide des

contacts à un seuil de courant déterminé avec préci-

sion et sans risque de soudure des contacts, à l'ai-

de de moyens remarquablement simples.

Selon une version avantageuse de l'invention, l'axe d'articulation du levier qui est solidaire de l'organe de commande est monté avec un certain jeu axial par rapport au levier o à cet organe de commande de façon que ce levier puisse pi-voter suivant un petit angle vers la pièce magnétique par rotation autour du point d'appui des contacts après le déclenchement du dispositif à seuil Grâce à ce jeu, le levier a un certain degré de liberté par rapport à son premier axe d'articulation et ainsi la force exercée par la pièce magnétique sur le levier entraîne un renforcement de la pression des con-

tacts, avant déclenchement du dispositif à seuil.

Selon une première version préférée de l'invention, le dispositif à seuil mécanique comprend un ressort prenant appui contre ledit second axe d'articulation du levier, ledit ressort formant avec la direction longitudinale du levier un angle obtus ouvert vers la pièce magnétique lorsque les

contacts sont fermés et ce ressort formant un angle obtus ou-

vert dans une direction opposée à la pièce magnétique lorsque

les contacts sont ouverts.

Selon une autre réalisation préférée de l'invention le dispositif à seuil mécanique comprend deux billes disposées côte à côte et faisant saillie latéralement d'une cage de maintien fixée au levier, ces deux billes étant normalement engagées respectivement dans des ouvertures ménagées dans deux lames articulées à un support fixe et s'étendant de part et d'autre du levier, ces lames prenant appui sur les billes

par les ouvertures sur l'effet d'un ressort.

D'autres particularités et avantages de l'invention

apparattront encore dans la description ci-après.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limi-

tatifs: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un

interrupteur télécommandé, conforme à l'invention, l'électro-

aimant étant en position active et les contacts étant fermés; la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, l'électro-aimant étant en position inactive et les contacts étant ouverts, la figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle de l'interrupteur o le contact mobile est en début de phase d'ouverture automatique lorsque l'électro-aimant est en position active; la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, le contact mobile étant en position d'ouverture complète la figure 5 est une vue en coupe partielle suivant le plan V-V de la figure 3; la figure 6 est une vue en coupe partielle suivant le plan VI-VI de la figure 3;

la figure 7 est une vue en coupe longitudi-

nale d'une seconde version d'un interrupteur conforme à l'invention; la figure 8 est une vue en coupe partielle suivant le plan VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 est une vue en coupe partielle suivant le plan IXIX de la figure 7,

la figure 10 est une vue en perspective mon-

trant l'une des parties du dispositif représenté sur la figure 9; la figure 11 est une vue à échelle agrandie du détail A de la figure 9;

la figure 12 est une vue analogue à la figu-

re 9, montrant le fonctionnnement du dispositif; la figure 13 est une vue en coupe suivant le plan VII-VII de la figure 7; les figures 14 à 17 sont des schémas qui illustrent le fonctionnement de l'interrupteur selon

la figure 7.

Dans la réalisation des figures 1 à 4, l'interrup-

teur selon l'invention comprend un boîtier extérieur 1, en matière électriquement isolante, renfermant trois

interrupteurs juxtaposés, comportant chacun un con-

tact fixe 2 et un contact mobile 3 porté par un levier pivotant 4 Ce levier 4 et le contact fixe 2 sont reliés respectivement à des bornes 5 et 6 par des

conducteurs 5 a, 6 a -

A l'intérieur du boîtier 1 et en regard des

contacts 2 et 3, est disposée une chambre de souf-

flage d'arc 11, de conformation classique.

EB regard du bottier 1 est disposé un électro-aimant 6 dont l'armature mobile 7 est reliée au levier pivotant 4, par l'intermédiaire d'une pièce d'attelage 8 et d'un porte-contact mobile 9 tous deux solidaires de cette dernière Ce porte-contact 9 porte un axe d'articulation 10, sur lequel est

monté le levier de contact 4.

En fonctionnement comme contacteur l'électro-ai-

mant 6 commande le déplacement du levier de contact 4, entre une position de fermeture des contacts 2, 3 telle que représentée sur la figure 1 et une position

d'ouverture de ces contacts (voir figure 2) -

L'invention prévoit également des moyens pour commander l'ouverture des contacts 2, 3, indépendamment de l'action de l'électro-aimant 6, lorsque l'intensité du courant passant dans les contacts dépasse un seuil prédéterminé, égal par exemple à trente ou quarante fois l'intensité nominale et des moyens pour renforcer la pression de contact en-dessous de ce seuil A cet effet, le porte-contact 9 comporte sur sa face dirigée vers le levier de contact 4, entre l'axe d'articulation 10 et l'extrémité 4 a de ce levier

opposée au contact 3, une pièce magnétique 12 de sec-

tion transversale en U (voir également les figures et 6).

Le levier de contact 4 est engagé dans le loge-

ment 13 défini par la section en U de la pièce magné-

tique 12.

On voit également sur les figures 1 à 4, que le

levier de contact 4 comporte une lumière 14 détermi-

nant un certain jeu radial e avec l'axe d'articulation qui la traverse Lorsque les contacts 2, 3 sont fermés (voir figure 1), ce jeu e se présente dans la direction D d'ouverture des contacts par rapport à

l'articulation 10.

Par ailleurs, l'extrémité 4 a du levier de con- tact 4 opposée aux contacts 2, 3 porte un axe 15 auquel est articulée une bielle 16, ellemême articulée par une ouverture oblongue 16 a à son extrémité opposée au levier 4 sur un axe fixe 17 et donc avec un jeu de direction R Sur cette biellette 16 est monté un

ressort 18 qui exerce une force élastique contre l'ex-

trémité 4 a du levier 4 L'axe 15 de la biellette 16 est logé dans une rainure 15 a qui guide le déplacement

de cet axe entre une position normale telle que repré-

sentée sur la figure 1 et une position déclenchée

représentée sur la figure 4.

En position de fermeture des contacts 2, 3 (voir figure 1), la direction R (passant par les axes 17,15) de ce ressort 18 forme avec la direction L passant par l'axe 15 et le milieu de la lumière 14 du levier 4 un angle ouvert vers une direction opposée à la direction D d'ouverture des contacts et donc vers la pièce magnétique 12 Dans cette position, l'action du ressort

18 maintient les contacts 2, 3, en appui l'une sur l'au-

tre avec une certaine pression.

En position d'ouverture automatique des contacts 2, 3 (voir figure 4), la direction R du ressort 18 forme avec la direction L du levier 4, un angle obtus ouvert dans le direction D d'ouverture des contacts

2, 3, cet angle obtus étant plus petit lorque l'électro-

aimant 6 est en position inactive que lorsque celui-ci

est encore en position active (voir figure 2).

Dans ces deux positions (figures 2 et 4), l'ac-

tion du ressort 18 maintient les contacts 2, 3 en

position ouverte.

Par ailleurs, dans une zone 4 b opposée à l'élec-

tro-aimant 6 et située sensiblement au droit de la

pièce magnétique 12, c'est-à-dire entre les arti-

culations 10 et 15, le levier 4 est sollicité par un second ressort 19 contre une butée 20 faisant partie du porte-contact 9-et opposée à l'électro-aiment 6.

Ce ressort 19 exerce sur le levier 4 une force sensi-

blement perpendiculaire à la direction longitudinale L du levier 4 pour appliquer le contact mobile sur le contact fixe avec une pression convenable lorsque

l'électro-aimant est actif.

Dans la réalisation décrite ci-dessus, le res-

sort 18, l'articulation 17, 16 a, la rainure 15 a et l'axe 15 constituent un dispositif à seuil mécanique

qui se déclenche en assurant l'ouverture des con-

tacts 2, 3 lorsque la pièce magnétique 12 exerce sur le levier 4, sous l'effet du champ magnétique créé lors du passage d'un courant de valeur prédéterminée dans l'interrupteur, une force qui dépasse celles qui maintiennent ce levier en position de fermeture comme on l'explique plus en détail ci-après. Le fonctionnement du contacteur que l'on vient de décrire en référence aux figures 1 à 6, est le suivant: L'électro-aimant étant supposé en position active tant que l'intensité du courant a une valeur normale, les contacts 2, 3 sont en appui l'un sur l'autre sous l'effet de la résultante des forces

exercées par les ressorts 18 et 19.

Lorsqu'en cas d'nomalie, cette intensité augmente

mais n'atteint pas le seuil désiré pour obtenir l'ou-

verture automatique des contacts, il se développe entre la pièce magnétique en U 12 et le levier de

contact 4 une force d'attraction électro-magnétique.

Cette force d'attraction qui reste inférieure à la résultante des forces exercées par les ressorts

18 et 19 sur le levier 4, se trouverait néanmoins di-

rigée dans un sens o elle devrait diminuer la pres-

sion des contacts si un jeu e n'existait pas, ce qui risquerait d'augmenter la résistance de contact, et

par suite d'entraîner la soudure de ces contacts.

Ces risques sont cependant évités grâce au jeu e formé entre la lumière 14 et l'axe d'articulation du levier 4 En effet, tant que la somme des forces d'attraction magnétique exercée sur le levier 4 et de pression de contact exercée sur le ressort 19 est insuffisante pour vaincre la force exercée par le ressort 18, l'articulation 15 du levier 4 adjacente à ce ressort reste immobile, mais le jeu e donne au levier 4 un degré de liberté tel que la force d'attraction magnétique entraîne un renforcement de la pression d'appui des contacts

2 et 3.

Lorsque l'intensité atteint le seuil prédétermi-

né, la force d'attraction magnétique exercée entre le levier 4 et la pièce magnétique 12 est suffisante pour déclencher le dispositif à seuil constitué par le ressort 18 Le levier 4 commence alors à pivoter par rotation autour du point de contact entre les contacts 2 et 3, suivant un petit angle jusqu'à ce

que le jeu e défini par la lumière 14 soit supprimé.

Le levier 4 pivote ensuite autour de son articulation 10 et le contact 3 s'écarte du contact fixe 2, comme indiqué sur la figure 3 Jusqu'à la position d'équilibre représentée sur cette figure 3, dans laquelle la direction R du ressort 18 est alignée avec la direction L du levier 4, le ressort 18 exerce une force de rappel qui diminue progressivement, de

sorte qu'on évite tout risque de refermeture intempes-

tive des contacts 2 et 3.

Au-delà de la position d'équilibre (visible

à la figure 3) l'angle obtus formé par les direc-

tions L et R s'inverse et l'action des ressorts 18 et 19 fait pivoter rapidement le levier 4 vers la position d'ouverture complète de la figure 4. Lors de ce déplacement, le ressort 19 exerce sur le

levier 4 une action qui tend également à aider l'ouver-

ture du levier 4 Ainsi, à partir de la position d'équi-

libre représentée sur la figure 3, l'ouverture des contacts 2, 3 est fortement accélérée jusqu'à la

position illustrée à la figure 4.

Dans la disposition respective des pièces visible à cette figure 4, on constate que l'extrémité 4 a du levier 4 est venue s'appuyer contre un point 13 a situé dans le fond du logement 13 de la pièce en U 12 et que le jeu e qui est présent entre 14 et l'axe

est situé à gauche de ce dernier.

L'ouverture des contacts 2, 3 est ensuite confirmée par le déplacement en position inactive de l'armature 7 de l'électro-aimant 6 qui ne sera désexcité

grâce à l'intervention de moyens connus (bobine magnétique, détec-

teur de courant statique) observant l'intensité du courant et réagissant un peu moins rapidement, représentés par exemple en 50

à la figure 1.

Lors de ce déplacement, le porte-courant 9 est entraîné

par des ressorts de rappel de l'armature 7 vers la droite de la fi-

gure de sorte que l'axe 10 et le point d'appui 13 a de la pièce 12 communiquent d'abord au levier 4 un mouvement de translation vers

la droite qui entraîne l'axe 15 vers le fond droit de la rai-

nure 15 a e lorsque l'on dépasse une position neutre, pour laquelle les direction R et L sont alignées, l'action du ressort 18 sur l'axe 15 communique au levier 4 une légère rotation de sens horaire autour du pivot 10 au terme de laquelle cet 'axe 15 vient buter sur le fond droit de la rainure 15 a, de sorte que les différentes pièces retrouvent les positions respectives illustrées sur la

figure 2.

Au cours de ce déplacement, l'angle obtus a augmenté de valeur et on a opéré un réarmement du

dispositif à seuil 16, 17, 18 puisque l'axe 15 retrou-

ve la position normale de fonctionnement La stabilité de cet état pour lequel les contacts sont ouverts est obtenue grâce aux inclinaisons respectives des ressorts 18, 19, aux forces respectives qu'ils communiquent au levier 4 et à l'inclinaison de la

direction R par rapport à la rainure 15 a.

Il est à noter que le temps d'ouverture des contacts 2, 3 est extrêmement court, et est nettement plus réduit que le temps de réponse de

l'électro-aimant 6.

De l'explication précitée du fonctionnement de l'interrupteur conforme à l'invention, on comprend ainsi que l'axe d'articulation 15 relié au dispositif à seuil constitué par le ressort 18 peut se déplacer entre une position normale de repos qui est maintenue contre le fond droit de la rainure 15 a grâce à l'action

du ressort 18 (voir figure 1) et une position de déclen-

chement dans laquelle l'axe d'articulation 15 est maintenu versle fond gauche de cette rainure (voir

figure 4).

Le déplacement entre ces deux positions est commandé par la pièce magnétique 12 qui exerce sur

le levier 4 un couple fonction de l'intensité tz-a-

versant les contacts 2, 3 Ce couple renforce la pres-

sion de contact avant déclenchement du dispositif à seuil (ressort 18) c'est-à-dire tant que ce couple n'atteint pas la valeur requise pour déclencher

le dispositif à seuil.

Grâce aux dispositions décrites ci-dessus, l'interrupteur conforme à l'invention, présente un pouvoir de coupure qui peut atteindre 100 KA efficaces avec une garantie absolue de non soudure des contacts pour des intensités comprises entre 160 et 800 A environ. Dans la réalisation de la figure 7, l'interrupteur à ouverture commandée comprend comme dans le cas de la réalisation précédente, un boîtier isolant 21 renfermant un contact fixe 22 et un contact mobile 23 porté par un levier pivotant 24, articulé-sur un axe 25 Cet axe 25 est fixé à l'extrémité d'un portecontact 26, rendu solidaire de l'armature 28 de l'électro-aimant 29 par l'intermédiaire d'une

pièce d'attelage 30.

Le porte-contact 26 porte également une pièce magnétique en U 31 dans le logement duquel est engagée la partie du levier 24 située en arrière de l'axe d'articulation 25 par rapport au contact

mobile 23 (voir également la figure 8).

Comme dans la réalisation précédente, une chambre de soufflage d'arc 22 est située en regard des

contacts 22, 23.

Dans l'axe de déplacement du porte-contact 26 ' s'étend une biellette 33 articulée sur l'axe de pivotement 25 du levier de contact 24 Contre cette biellette 33, s'appuie un ressort 34 qui prend lui-même appui contre une butée fixe 35 faisant partie du

porte-contact 26 (voir également la figure 13).

Sur cette figure 13, on voit que l'axe 25 du levier 24 est monté avec jeu dans des lumières 36 ménagées

dans le porte-contact 26 qui permet un léger déplace-

ment axial relatif entre l'axe 25 et ce porte-contact 26. L'extrémité 24 a du levier 24 opposée au contact

23 morte un dispositif à seuil mécanique 37 Ce dispo-

sitif comprend (voir figure 9) deux billes 39 faisant saillie latéralement à l'extérieur d'une cage 40 portée

par l'extrémité 24 a du levier 24.

Dans la position représentée sur les figures 7, 8 et 9, l'interrupteur est en position de fermeture des contacts Dans cette position, les deux billes 39 sont encliquetées dans des ouvertures 41 ménagées dans deux lames 42 qui s'étendent transversalement à la direction d'allongement du levier 24 de part et d'autre

de celui-ci.

Ces deux lames 42 sont articulées-à deux supports fixes 38 Les deux axes d'articulation 43 des

lames 42 aux supports fixes 38 s'étendent sensible-

ment parallèlement à la direction du levier 24, dans la position représentée sur la figure 7 Entre les extrémités 42 a des lames 42 opposées aux orifices 41 de ces dernières, s'étend un ressort 44 dont l'action est telle que les ouvertures 41 des plaques 42 prennent appui élastiquement sur les billes 39 Ainsi, ces dernières peuvent être considérées comme étant

encliquetées élastiquement dans les ouvertures 41.

Par ailleurs, cet encliquetage constitue en même temps un axe d'articulation qui permet au levier 24 de

pivoter par rapport aux supports fixes 38.

On voit d'autre part, sur la figure 7, que la partie du levier de contact 24 adjacente au contact mobile 23 est engagée dans une autre pièce magnétique en U 45 fixe par rapport au bottier 21 et dont l'action vis-àvis du levier 24 *est complémentaire de celle de la pièce magnétique 31 Cette seconde pièce magnétique 45 est influencée lors du passage du courant de façon à exercer sur le levier 24 un couple dirigé dans le même sens

que celui appliqué par la première pièce magnétique 31.

Par ailleurs, à l'opposé de l'électro-aimant 29 et en regard de la partie 24 b du levier 24 qui s'étend

entre son axe d'articulation 25 et son extrémité -

adjacente au contact fixe 22, est disposée une butée

fixe 46 dont on décrira la fonction plus loin.

Le fonctionnement de l'interrupteur représenté sur la figure 7 est le suivant: Lorsque l'intensité dépasse la valeur de l'intensité nominale, mais reste néanmoins inférieure au seuil désiré de coupure, la force d'attraction F engendrée par la pièce magnétique en U 31 sur le levier 24, tend à augmenter la pression entre les contacts 23 et 22 (voir figure 14) Ce résultat est obtenu grâce à la lumière 36 ménagée dans le portecontact 26 autour de l'axe d'articulation 25 du levier 24 On évite ainsi les risques de soudure

des contacts pour des intensités moyennes.

Lorsque l'intensité atteint le seuil désiré de coupure, la force d'attraction magnétique exercée entre le levier 24 et les pièces magnétiques 31 et 45, équilibrent la force de réaction du dispositif à seuil 37, c'est-à-dire la force suivant laquelle les billes 39 sont encliquetées dans les ouvertures 41 ménagées dans

les lames 42.

Dès que l'intensité dépasse le seuil précité, les billes 39 échappent des ouvertures 41 en écartant les lames 42 vers l'extérieur comme indiqué sur la figure 12, en comprimant le ressort 44 Le levier 24

commence d'abord à pivoter légèrement vers la pièce ma-

gnétique 31 par rotation autour du point de contact des contacts 22, 23 (voir figure 15) jusqu'à la suppression du jeu défini par la lumière 36 Le levier 24 continue ensuite à pivoter vers la pièce magnétique 31 par rotation autour de son axe 25 et prend la position

a indiquée en traits mixtes sur la figure 7 ou repré-

sentée sur le schéma de la figure 16.

Dans cette position, les billes 39 (voir figure 12) restent en contact avec les lames 42 Du fait de l'angle formé entre ces lames 42 qui est déterminé par la position des axes d'articulation 43 et du ressort 44, les billes 34 sont bloquées et donc le levier 24 est maintenu en position d'ouverture et tout risque de refermeture intempestive des contacts 23 et 22 est évité. L'armature 28 de l'électro-aimant 29 déplace ensuite le levier 24 vers la position b représentée en traits mixtes sur la figure 7 (voir également la figure 17) Lorsque le levier 24 touche la butée fixe 46, ce levier pivote vers l'avant autour de son axe d'articulation 25 Les billes 39 portées par l'extrémité arrière 24 a du levier 24, se déplacent entre les lames 42 vers le ressort de rappel 44 et viennent s'encliqueter à nouveau dans les ouvertures 41 Le

dispositif à seuil 37 est ainsi à nouveau réarmé.

Lorsque l'armature 28 de l'électro-aimant 29 reprend sa position initiale, le levier de contact 24 revient à la position représentée sur la figure 7 dans laquelle son contact 23 prend appui avec pression

sur le contact fixe 22.

De l'explication précitée du fonctionnement de l'interrupteur représenté sur la figure 7, on comprend ainsi que l'axe d'articulation défini par lesbilles 39 faisant partie du dispositif à seuil 37 peut se déplacer entre une position normale de repos qui est maintenue grâce à la force d'encliquetage des billes 39 obtenue par le ressort 44 dans laquelle le contact mobile 23 est en appui contre le contact fixe 22 et une position de déclenchement dans laquelle les contacts

sont séparés.

Le déplacement entre ces deux positions est commandé par l'action combinée des pièces magnétiques 31 et 45 qui exercent sur le levier 24 une couple fonction de l'intensité traversant les contacts 22, 23 Ce couple renforce la pression de contact avant déclenchement du dispositif à seuil 37 c'est-à-dire tant que ce couple n'atteint pas la valeur requise pour déclencher le dispositif à seuil. L'interrupteur représenté sur la figure 7 présente par rapport à celui des figures 1 à 6 entre autres l'avantage d'avoir un fonctionnement plus sur et de nécessiter moins de précision de montage de ses

différents composants.

Comme dans le cas de la réalisation des figures 1 à 6, le contacteur représenté sur la figure 7, présente un pouvoir de coupure qui peut atteindre 100 KVA, avec une garantie de non-soudure des contacts pour des

intensités comprises entre 160 et 800 A environ.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications,

sans sortir du cadre de l'invention.

Ainsi, le levier de contact unique 4 ou 24 peut être remplacé par des leviers doubles déplaçables l'un vers l'autre Dans ce cas, il suffit de prévoir pour chaque levier une pièce magnétique en U et des moyens de rappel et/ou de verrouillage identiques à ceux des réalisations représentées sur les figures 1 à 4 et 7.

Par ailleurs, ces moyens de rappel et/ou de verrouil-

lage peuvent être différents de ceux décrits, l'essentiel étant qu'ils exercent sur le ou les leviers, une force qui maintient les contacts en position fermée, tant

que la force d'attraction exercée par la pièce magnéti-

que 12 ou 31 n'atteint pas la valeur désirée pour obtenir l'ouverture des contacts Il est essentiel également que ces moyens permettent une accélération -35 de l'ouverture des contacts dès le commencement de cette ouverture, afin d'éviter tout risque de refermeture

de contact sur des courants d'intensité importante.

Ces moyens associés avec une pièce magnétique permettent

une combinaison de mouvements antagonistes non évi-

dents et obtenus avec une économie de moyens remar- quable. D'autre part l'organe 1 de commande constitué par l'électro-aimant 6, 29 peut être remplacé par un

dispositif mécanique à armement qui provoque la fer-

meture des contacts par voie manuelle, et qui peut

* s'ouvrir soit par voie manuelle pour effectuer l'ou-

verture normale, soit par un moyen de déclenchement interne ou externe pour confirmer l'ouverture automatique.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Interrupteur à fermeture et ouverture comman-

dées par un organe de commande tel qu'un électro-aimant ( 6, 7, 28, 29) et à ouverture automatique en cas de surcharge du courant traversant cet interrupteur ce dernier comprenant un contact fixe ( 2, 22) et un contact mobile ( 3, 23) soumis à l'action d'une pièce

magnétique ( 12, 31) qui permet de renforcer la pres-

sion d'appui du contact mobile sur le contact fixe en-dessous d'un certain seuil de courant ainsi qu'un

dispositif à seuil mécanique ( 18, 37) qui se déclen-

che en assurant l'ouverture de ces contacts lorsque la pièce magnétique exerce sur le levier de contact mobile une force qui dépasse celle correspondant au seuil de courant précité, caractérisé en ce que le contact mobile ( 3, 23) est porté par un levier ( 4, 24) pivotant autour d'un premier axe d'articulation ( 10,

) solidaire de l'organe de commande ( 6, 29), l'extré-

mité ( 4 a, 24 a) de ce levier opposée à celle portant le contact mobile comportant un second axe d'articulation ( 15, 39) qui est relié au dispositif à seuil mécanique ( 18, 37), ce second axe d'articulation pouvant se déplacer entre une position normale maintenue par le dispositif à seuil dans laquelle le contact mobile ( 3, 23) peut coopérer ou non avec le contact fixe selon que l'organe de commande est actif ou inactif

et une position de déclenchement par rapport au dis-

positif à seuil dans laquelle les contacts sont séparés, même lorsque l'organe de commande est actif, en ce que la pièce magnétique ( 12, 31) occupe par rapport au levier pivotant ( 4, 24) une position telle qu'elle exerce sur ce dernier un couple fonction de l'intensité traversant les contacts qui renforce la pression des contacts avant déclenchement du dispositif à seuil et qui fait pivoter autour de son axe

253-8947

d'articulation ( 10, 25) solidaire de l'organe de com-

mande dans le sens de l'ouverture des contacts après

déclenchement du dispositif à seuil.

2 Interrupteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce magnétique ( 12, 31)

présente une section en U, en ce que la partie pivo-

tant comprise entre ses deux axes d'articulation ( 10, 15; 25, 39) est engagée dans le logement ( 13) défini par la section en U de la pièce magnétique et en ce que cette dernière est portée par une partie

mobile ( 9, 26) solidaire de l'armature ( 8) de l'électro-

aimant de commande de l'interrupteur.

3 Interrupteur conforme à l'une quelconque des

revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe

îs d'articulation ( 10, 25) du levier qui est solidaire de la partie mobile ( 9, 26) présente un certain jeu radial (e) par rapport au levier de façon que ce levier puisse pivoter suivant un petit angle vers la pièce

magnétique ( 12, 31) par rotation autour du point d'ap-

pui des contacts ( 2, 3; 22, 23) avant le déclenchement

du dispositif à seuil.

4 Interrupteur conforme à l'une quelconque

des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le

dispositif à seuil mécanique comprend notamment un ressort ( 18) prenant appui contre ledit second axe d'articulation ( 15) du levier ( 4), ledit ressort formant avec la direction longitudinale (L) du levier un angle obtus ouvert vers la pièce magnétique ( 12) lorsque le dispositif est en position normale, ce ressort ( 18) formant avec la direction (L) un angle obtus ouvert dans une direction opposée à la pièce magnétique ( 12) lorsque le dispositif est en position déclenchée. Interrupteur conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un ressort

de pression de contact ( 19) exerce sur le levier pivotant ( 4) une force sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale L du levier lorsque les contact ( 2, 3) sont-fermés, cette force étant d'une part appliquée sur le levier ( 4) en un point ( 4 b) situé en regard de la pièce magnétique ( 12) et compris entre les deux axes d'articulation ( 10, 15) du levier ( 4) et étant d'autre part orientéedans le sens de

l'attraction exercée par cette pièce magnétique.

6 Interrupteur conforme à l'une quelconque

des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le

levier pivotant ( 4) comporte une lumière ( 14) dans

laquelle est engagé l'axe d'articulation ( 10) du le-

vier, cette lumière déterminant ledit jeu axial (e).

7 Interrupteur conforme à l'une quelconque

des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le

dispositif à seuil mécanique ( 37) comprend deux billes

( 39) disposées côte à côte et faisant saillie laté-

ralement hors d'une cage de-maintien ( 40) fixée au levier ( 24), ces deux billes étant normalement engagées respectivement dans des ouvertures ( 41)

ménagées dans deux lames ( 42) articulées à un sup-

port fixe ( 38) et s'étendant de part et d'autre du levier ( 24), ces lames prenant appui sur les billes

( 39) par les ouvertures ( 41) sous l'effet d'un res-

sort ( 44).

8 Interrupteur conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que l'axe d'articulation ( 25) du levier ( 24) est fixe par rapport à celui-ci et est engagé dans des lumières ( 36) ménagées dans un porte-contact ( 26) qui est solidaire d'un organe de

commande ( 29) et qui porte également la pièce magné-

tique ( 31), ces lumières ( 36) définissant avec l'axe

( 25) ledit jeu radial.

9 Interrupteur conforme à l'une quelconque des

revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'un ressort

( 34) exerce sur l'axe d'articulation ( 25) du levier

pivotant ( 24) une force qui est sensiblement perpen-

diculaire à la direction longitudinale du levier lorsque les contacts ( 22, 23) sont fermés,et qui

est dirigée vers la pièce magnétique ( 31).

Interrupteur conforme à l'une quelconque

des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'à

l'opposé de l'organe de commande et en regard de la partie ( 24 b) du levier ( 24) qui s'étend entre son axe d'articulation ( 25) et le contact mobile ( 23), est disposée une butée fixe ( 46) dont la position est déterminée de façon que lorsque le levier ( 24) désolidarisé par rapport au dispositif à seuil est déplacé par l'organe de commande ( 29) en position d'ouverture, ce levier puisse prendre appui contre cette butée ( 46) et pivoter de façon à le rendre à

nouveau solidaire du dispositif à seuil.

11 Interrupteur conforme à l'une quelconque

des revendications 1 à 107 caractérisé en ce qu'une

seconde pièce magnétique ( 45) est disposée en regard de la partie du levier ( 24) qui s'étend entre le contact mobile ( 3, 23) et son axe d'articulation ( 10, 25), cette seconde pièce magnétique exerçant sur le levier un couple dirigé dans le même sens que celui appliqué par la première pièce magnétique

( 12, 31).