Interrupteur électrique multipolaire ayant un barreau de commutation élémentaire par pôle

L'invention est Interrupteur électrique multipolaire à boîtier parallélépipédique en matériau isolant moulé, renfermant:

• un mécanisme de commande commun à l'ensemble des pôles pour provoquer l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur,
• une pluralité de modules interrupteurs unipolaires disposés côte à côte dans des compartiments adjacents isolés les uns des autres par des cloisons de séparation, chaque module étant équipé d'un contact mobile en pont coopérant avec une paire de contacts fixes opposés pour engendrer une double interruption du courant par pôle,
• et des moyens de transmission susceptibles de déplacer simultanément les contacts mobiles de tous les modules interrupteurs par l'action du mécanisme de commande.

Les moyens de transmission connus des contacts mobiles de l'ensemble des pôles comportent soit un coulisseau de commutation déplaçable en translation au moyen d'un mécanisme de commande positionné sur le côté latéral (FR-A-2 530 373), soit un barreau commun rotatif actionné par une biellette d'une genouillère. L'usage d'un coulisseau ou d'un arbre rotatif de support de tous les contacts mobiles impose des contraintes de positionnement et d'architecture, et nécessite différentes réalisations selon le type tétrapolaire ou tripolaire.

L'objet de l'invention consiste à réaliser un interrupteur multipolaire à montage rapide, utilisant le maximum d'éléments standards pour passer d'une version tripolaire à une version tétrapolaire.

L'interrupteur selon l'invention est caractérisé en ce que :

• chaque module interrupteur comporte un barreau de commutation individuel de support du contact mobile, ledit barreau étant formé par un plot isolant rotatif à axe vertical ayant un embout de guidage en rotation à l'une des extrémités, et des moyens d'entraînement à l'extrémité opposée,
• et une paire de tringles d'actionnement est accouplée mécaniquement aux moyens d'entraînement de la totalité des barreaux de commutation en coopérant avec des tiges de liaison du mécanisme de commande pour assurer un déplacement en translation des tringles selon des sens opposés lors du passage de la position d'ouverture vers la position de fermeture, et vice-versa, lesdites tringles allongées s'étendant parallèlement entre elles dans un plan horizontal perpendiculaire aux différents plots rotatifs.

Les moyens d'entraînement de chaque barreau de commutation élémentaire comportent une patte d'entraînement agencée à l'extrémité supérieure du plot, et une bague de transmission entourant ladite patte, et ayant de plus deux ergots insérés dans des trous ménagés dans les tringles

Selon un mode de réalisation préférentiel, les deux tringles d'actionnement travaillent respectivement en traction et en compression suite à l'action des tiges sur l'une des bagues d'un pôle intermédiaire.

Selon une caractéristique de l'invention, les tiges de liaison comportent des extrémités supérieures positionnées dans des gorges d'un pignon principal du dispositif à pignons.

Le pignon principal se trouve en liaison mécanique avec un pignon conique par l'intermédiaire d'un pignon de renvoi, et une poignée de manoeuvre amovible est adaptable soit au pignon principal, soit au pignon conique pour assurer une commande frontale ou une commande latérale.

Le boîtier est avantageusement formé par la superposition d'une base de logement des compartiments des modules unipolaires, d'un carter intermédiaire renfermant les moyens d'entraînement des plots et les tringles d'actionnement, et d'un capot de positionnement du mécanisme de commande.

Tous les barreaux de commutation unipolaires ont des structures identiques portant chacun un double contact mobile en pont formé par deux barres conductrices parallèles traversant des lumières du plot isolant, en étant séparées l'une de l'autre par un intervalle prédéterminé, et coopérant d'un côté avec un premier contact fixe en liaison avec l'une des bornes de connexion, et du côté opposé avec un deuxième contact fixe en liaison avec l'autre borne de connexion de chaque pôle.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels:

• La figure 1 est une vue en perspective éclatée de l'interrupteur multipolaire selon l'invention;
• La figure 2 montre une vue en perspective de l'équipage mobile accouplé au mécanisme de commande, le boîtier de l'interrupteur n'étant pas représenté;
• La figure 3 représente une vue en plan de l'interrupteur après retrait du capot et du mécanisme de commande;
• La figure 4 est une vue en plan de l'interrupteur après retrait du carter intermédiaire;
• La figure 5 est une vue en coupe verticale de l'interrupteur en position assemblée;
• La figure 6 représente une vue schématique d'un barreau de commutation unipolaire.

En référence aux figures 1 à 6, un interrupteur électrique multipolaire 10 basse tension et à forts calibres , est logé dans un boîtier 12 parallélépipédique en matériau isolant moulé, formé par la superposition d'une base 14, d'un carter 16 intermédiaire, et d'un capot 18.

Le volume interne de la base 14 est subdivisé par des cloisons 20 parallèles en plusieurs compartiments 22,24,26,28 pour le logement de modules interrupteurs 30 unipolaires disposés côte à côte dans le boîtier 12. A droite du compartiment 28 se trouve un compartiment 32 additionnel pouvant servir à la mise en place d'auxiliaires électriques de signalisation 33 de la position ouvert ou fermé. La largeur du compartiment 32 additionnel est inférieure à celle de chaque compartiment 22,24,26,28 des modules interrupteurs 30.

Les modules interrupteurs 30 unipolaires sont identiques et constituent les différents pôles de l'interrupteur 10, qui dans l'exemple décrit, est un interrupteur tétrapolaire. Chaque module interrupteur 30 unipolaire comporte un barreau de commutation 34 individuel rotatif équipé d'un double contact mobile 36 en pont (figure 6) coopérant avec deux contacts fixes 38,40 opposés (figure 2 et 4) pour créer une double interruption de courant par pôle.

Le barreau de commutation 34 rotatif à axe vertical de chaque pôle est formé par un plot 42 en matériau isolant, pourvu d'un embout 44 cylindrique à son extrémité inférieure, et d'une patte d'entraînement 46 à son extrémité supérieure. L'embout 44 est logé dans une encoche 48 borgne de section circulaire ménagée dans le fond de la base 14 pour constituer un organe de guidage en rotation ou palier situé dans la zone médiane de compartiment 22,24,26,28 du pôle correspondant. La hauteur du plot 42 isolant est légèrement supérieure au décalage vertical entre le fond de la base 14 et la paroi horizontale 16A du carter intermédiaire 16. La patte d'entraînement 46 traverse un orifice 50 circulaire prévu dans la paroi horizontale 16A du carter 16, et est accouplée au niveau de chaque pôle à une bague de transmission 52, laquelle est munie de deux ergots 54,56 diamétralement opposés. La patte 46 et la bague de transmission 52 constituent le moyens d'entraînement du barreau 34.

Les barreaux de commutation 34 élémentaires de tous les pôles s'étendent parallèlement entre eux selon une direction verticale perpendiculaire à la paroi 16A, et sont échelonnées à intervalles réguliers, en étant déplacés en rotation limitée au moyen de deux tringles d'actionnement 58,60 pilotées par un mécanisme de commande 62. Les deux tringles 58,60 allongées sont positionnées parallèlement entre elles sur la face supérieures de la paroi 16A horizontale du carter 16, et comporte chacune une série de trous 64 circulaires dans lesquels pénètrent les ergots 54,56 des différentes bagues de transmission 52.

Le mécanisme de commande 62 est commun à l'ensemble des barreaux 34 des modules unipolaires 30, et est disposé dans le capot 18. Il comprend un dispositif à double genouillère 66 associé à un dispositif à pignons 68 à actionnement frontal ou latéral. Le dispositif à double genouillère 66 est agencé entre deux flasques 70,72 métalliques parallèles à la paroi 16A, et est composé de deux leviers 74,76 pivotants articulés entre eux au moyen d'un levier intermédiaire 78 (figure 1). Les deux articulations de la double genouillère 66 sont traversées sans jeu par deux tiges de liaisons 80,82 parallèles faisant saillie de part et d'autre des flasques 70,72, et se trouvant en contact avec un secteur circulaire 83 des flasques. Les extrémités supérieures des tiges 80,82 sont positionnées dans des gorges d'entraînement d'un pignon principal 84 de commande, lequel est actionné en rotation par une poignée de manoeuvre 86 accessible de l'extérieur.

Les extrémités inférieures des deux tiges de liaisons 80,82 coopèrent avec deux surfaces d'appui d'une bague 52 intermédiaire pour déplacer les tringles 58,60 selon des sens de translation opposés lors du changement d'état de la genouillère 66 opéré par le pivotement de la poignée de manoeuvre 86 dans le sens de l'ouverture ou de la fermeture. Un ressort 92,94 de compression est enfilé sur chaque levier 74,76 du dispositif à genouillère 66 en prenant appui sur la tige de liaison 80,82 correspondante.

Lors d'une commande frontale, la poignée de manoeuvre 86 est accouplée directement au pignon principal 84 après introduction selon la flèche F1 à travers un orifice 96 du capot 18 (figure 5).

Une commande latérale est également possible en accouplant la poignée de manoeuvre 86 à un pignon conique 98 selon le sens de la flèche F2. Le mouvement de rotation du pignon conique 98 est transmis au pignon principal 84 par l'intermédiaire d'un pignon de renvoi 100. Dans ce cas, l'orifice 96 est libre, et permet l'adaptation d'un détecteur de position (non représenté) permettant un contrôle visuel de l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur multipolaire 10.

L'actionnement des auxiliaires électriques de signalisation 33 est opéré en fin de course de rotation du pignon conique 98 latéral grâce à l'intervention d'un coulisseau 88.

Le double contact mobile 36 de chaque barreau de commutation 34 comprend deux barres conductrices 36A,36B parallèles traversant des lumières 102 opposées du plot 42, en étant séparées l'une de l'autre par un intervalle d prédéterminé (figure 6). Un ressort 104 de pression de contact est agencé à l'intérieur du plot 42 en s'étendant perpendiculairement à la barre 36B.

Le double pont de contact 36 de chaque pôle coopère d'un côté avec le premier contact fixe 38, et du côté opposé avec l'autre contact fixe 40. A chaque paire de contacts 36,38;36,40 est associée une chambre de coupure 106 à tôles de désionisation.

Les deux contacts fixes 38,40 de chaque module interrupteur 30 se prolongent chacun par une plage de raccordement 108,110 coopérant respectivement avec une cage de borne de connexion 112,114. La section des barres 36A, 36B constitutives du double contact mobile 36 peut être cylindrique ou rectangulaire.

Le fonctionnement de l'interrupteur multipolaire 10 selon les figures 2 à 5 est le suivant:

En position de fermeture illustrée aux figures 2 et 4, le contact fixe 38,40 de chaque pôle est inséré entre les pinces des deux barres 36A, 36B du double contact mobile 36. L'arête d'entrée des contacts fixes 38,40 est avantageusement chanfreinée pour faciliter l'entrée de la pince en fin de course de fermeture.

La séparation des contacts pour l'ouverture de l'interrupteur s'effectue en faisant pivoter la poignée de manoeuvre 86 d'un quart de tour. La rotation du pignon principal 84 provoque un changement d'état du dispositif à double genouillère 66, et la mise en translation opposée des tringles d'actionnement 58,60 par l'action des tiges 80,82. Sur la figure 3, la tringle 58 est ainsi déplacée vers la droite, tandis que l'autre tringle 60 est sollicitée en sens inverse vers la gauche.

Le déplacement en translation selon des sens opposés des deux tringles 58,60 s'effectue en synchronisme, et provoque une rotation simultanée des barreaux de commutation 34 élémentaires de tous les pôles. La tringle 58 travaille en traction, alors qu'un effort de poussée est exercé sur la tringle 60 qui travaille en compression lors de la phase d'ouverture de l'interrupteur. Les contraintes mécaniques sur les tringles 58,60 sont inversées pendant la phase de fermeture.

Au début de la course d'ouverture, l'arc prenant naissance entre les contacts 36,38;36,40 est rapidement éteint grâce à la présence des chambres de coupure 106.

Les mêmes éléments standards peuvent être utilisés pour réaliser un interrupteur tripolaire. Les barreaux de commutation 34 sont identiques, il suffit de remplacer les tringles 58,60 par des tringles plus courtes, et de faire usage d'un boîtier à trois compartiments unipolaires.