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Title:
DETACHABLE ELECTRICAL CONTACT DEVICE, IN PARTICULAR FOR ELECTRICAL JUNCTION UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/023675
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device comprising two conductive spaced apart components (3, 4) and a blade (5) in the form of a conductive segment mobile between a position closing the circuit wherein it is in contact with the two conductive components and a position opening the circuit, wherein it is spaced apart from said components. The blade is mounted locked in translation on a rod (7) axially mobile in the box between a retracted position in the box wherein the blade (5) is in contact with the conductive components and a projecting position wherein the blade is spaced apart from the conductive components, means being provided to maintain the rod stable in those two positions.

Inventors:
Pedrinelli, Pascal (Résidence de l'Europe 1 avenue de la Première Armée Anse, F-69480, FR)
Schmidt, Arsène (4 rue de Nervieux St Cyr au Mont d'Or, F-69450, FR)
Application Number:
PCT/FR2001/002834
Publication Date:
March 21, 2002
Filing Date:
September 12, 2001
Export Citation:
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Assignee:
Abb, Entrelec (20 rue Childebert Lyon, F-69002, FR)
Pedrinelli, Pascal (Résidence de l'Europe 1 avenue de la Première Armée Anse, F-69480, FR)
Schmidt, Arsène (4 rue de Nervieux St Cyr au Mont d'Or, F-69450, FR)
International Classes:
H01H27/00; H01R9/26; (IPC1-7): H01R9/26
Foreign References:
DE1664980U
FR2293082A1
FR1583306A
Attorney, Agent or Firm:
Le Cacheux, Samuel (Cabinet Germain et Maureau Boîte Postale 6153 Lyon Cedex 06, F-69466, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Bloc de jonction électrique comprenant, à l'intérieur d'un boîtier isolant : deux pièces conductrices (3,4) situées à distance l'une de I'autre et pouvant tre chacune reliée à un élément conducteur, par exemple par l'intermédiaire d'un fil, un couteau (5) en forme de lame conductrice déplaçable entre une position de fermeture du circuit dans laquelle il est en contact avec les deux pièces conductrices et une position d'ouverture du circuit, dans laquelle il est écarté de ces pièces, une tige (7) liée en translation au couteau (5) et déplaçable axialement dans le boîtier (2) entre une position"rentrée"dans le boîtier, dans laquelle le couteau (5) est en position de fermeture du circuit et une position"sortie"dans laquelle le couteau (5) est en position d'ouverture du circuit, des moyens pour assurer le maintien de la tige, de façon stable, dans l'une et l'autre des deux positions sortie ou rentrée, caractérisé en ce que : les moyens assurant le maintien de la tige (7) en position sortie comprennent un ressort hélicoïdal (11) interposé entre le boîtier et la tige (7), et les moyens assurant le maintien de la tige en position rentrée sont associés à la tige (7) ellemme.
2. Bloc de jonction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (7) comprend des moyens de couplage destinés à permettre une liaison entre la tige (7) et une autre tige (7) adjacente pour la manoeuvre simultanée de deux couteaux.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens assurant le maintien d'une tige en position rentrée comprennent un doigt (8) dépassant perpendiculairement de la tige (7) et engagé dans une rainure (14) ménagée dans le boîtier de guidage (6) de la tige, orientée parallèlement à la tige (7) et comportant, à son extrémité située le plus près du contact, un retour (15) à 90°.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le retour (15) de la rainure de guidage (14) du doigt (8) comporte luimme, à son extrémité, un cran (16) de verrouillage du doigt.
5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens assurant le maintien d'une tige en position rentrée comprennent un doigt (19) dépassant perpendiculairement de la tige et engagé dans une rainure (20) inclinée ménagée dans le boîtier de guidage (22) de la tige (7) et comportant un cran (23) de verrouillage du doigt, en position la plus engagée de la tige dans le boîtier.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la rainure (20) est continue et le boîtier dans lequel elle est ménagée comporte, sur sa périphérie, plusieurs tronçons de rainure successifs correspondant successivement au déplacement de la tige (7) vers la position de fermeture du contact et vers la position d'ouverture du contact.
7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens assurant le maintien d'une tige en position fermée du contact électrique comprennent une bague (26) qui, engagée autour de la tige (7) et montée libre en rotation et bloquée en translation dans le boîtier isolant, présente deux bords en dents de scie (29), les différentes dents étant délimitées par un tronçon incliné (30) suivi par un tronçon (32) parallèle à I'axe de la bague, tous les tronçons (30) inclinés étant inclinés dans le mme sens, la bague (26) comportant des rainures (33) axiales et débouchant dans sa paroi intérieure, ménagées en alternance avec les zones en creux (34) du profil en dents de scie, tandis que la tige (7) comporte deux ergots (27,28) dépassant radialement, décalés axialement d'une valeur au moins égale à la largeur de la bague (26), pour tre situés de part et d'autre de celleci, les deux ergots (27,28) étant décalés circonférentiellement d'une valeur sensiblement égale à la longueur d'une dent, 1'ergot (27) situé du côté de l'extrémité libre de la tige (7) servant, par appui contre les faces inclinées des dents de la bague, à réaliser l'entraînement en rotation de la bague, pour amener successivement l'autre ergot (28) en appui dans le creux (34) d'une dent, avec une position axiale de la tige (7) correspondant à la fermeture du contact, et à l'intérieur d'une rainure (33), avec une position axiale de la tige correspondant à l'ouverture du contact.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le couteau (5) est monté libre en rotation sur la tige (7) qui lui est associée et est guidé en translation, avec un blocage en rotation, dans le boîtier isolant.
Description:
Dispositif de contact électrique sectionnable, notamment pour bloc de jonction électrique II est connu de réaliser des dispositifs de contact électrique sectionnable comportant deux pièces conductrices situées à distance l'une de l'autre, et pouvant tre chacune reliée à un élément conducteur, une liaison électrique pouvant tre établie entre ces deux pièces conductrices par l'intermédiaire d'un couteau en forme de lame conductrice dépiaçabte entre une position de fermeture du circuit dans laquelle il est en contact avec les deux pièces conductrices et une position d'ouverture du circuit dans laquelle il est écarté de ces pièces.

Généralement, le couteau est monté pivotant entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture.

Les dispositifs de contact électrique sectionnable sont souvent utilisés dans des environnements difficiles, notamment en termes de vibration, de poussière ou d'atmosphère corrosive.

Le but de l'invention est de fournir un contact sectionnable d'une grande fiabilité, y compris dans les environnements difficiles.

Afin d'atteindre ces objectifs, l'invention concerne un bloc de jonction électrique comprenant, à l'intérieur d'un boîtier isolant : -deux pièces conductrices (3,4) situées à distance l'une de l'autre et pouvant tre chacune reliée à un élément conducteur, par exemple par l'intermédiaire d'un fil, -un couteau (5) en forme de lame conductrice déplaçable entre une position de fermeture du circuit dans laquelle il est en contact avec les deux pièces conductrices et une position d'ouverture du circuit, dans laquelle il est écarté de ces pièces, -une tige (7) liée en translation au couteau (5) et déplaçable axialement dans le boîtier (2) entre une position"rentrée"dans le boîtier, dans laquelle le couteau (5) est en position de fermeture du circuit et une position"sortie"dans laquelle le couteau (5) est en position d'ouverture du circuit, -des moyens pour assurer le maintien de la tige, de façon stable, dans l'une et l'autre des deux positions sortie ou rentrée, Selon l'invention, le bloc de jonction est caractérisé en ce que :

-les moyens assurant le maintien de la tige (7) en position sortie comprennent un ressort hélicoidal (11) interposé entre le boîtier et la tige (7), et -les moyens assurant le maintien de la tige en position rentrée sont associés à la tige (7) elle-mme.

Dans certaines applications, plusieurs contacts sont juxtaposés et doivent tre actionnés de façon couplée. Dans un tel cas, les tiges associées aux différents contacts sont parallèles et leurs extrémités libres sont reliées par un élément en forme de barrette, sur lequel agit une tige de commande qui, parallèle aux tiges des différents blocs, est équipée des moyens de maintien des contacts en position de fermeture.

Suivant une première possibilité, les moyens assurant le maintien d'une tige en position fermée du contact électrique comprennent un doigt dépassant perpendiculairement de la tige et engagé dans une rainure ménagée dans le boîtier de guidage de la tige, orientée parallèlement à la tige et comportant, à son extrémité située le plus près du contact, un retour à 90°.

Pour réaliser la fermeture du contact, il convient de faire coulisser la tige dans un sens d'introduction dans le boîtier, puis de lui faire effectuer une rotation lorsque le doigt dépassant de la tige arrive en butée à l'extrémité inférieure de la rainure. Afin d'assurer un bon blocage de la tige en position de fermeture du contact, le retour de la rainure de guidage du doigt comporte lui-mme, à son extrémité, un cran de verrouillage du doigt.

Pour réaliser l'ouverture du contact il convient de dégager le doigt du cran de verrouillage dans lequel il est engagé, puis de faire pivoter la tige jusqu'à ce que le doigt se trouve situé dans la rainure ménagée parallèlement à l'axe de la tige. Le ressort assure alors le rappel de la tige en position d'ouverture du contact. Pour réaliser I'actionnement en rotation de la tige il est possible de munir l'extrémité de celle-ci d'une fente permettant l'engagement de la lame d'un tournevis.

Selon une seconde possibilité, les moyens assurant le maintien d'une tige en position fermée du contact électrique comprennent un doigt dépassant perpendiculairement de la tige et engagé dans une rainure inclinée ménagée dans le boîtier de guidage de la tige et comportant un

cran de verrouillage du doigt, en position la plus engagée de la tige dans le boîtier.

Avantageusement, la rainure est continue et le boîtier dans lequel elle est ménagée comporte, sur sa périphérie, plusieurs tronçons de rainure successifs correspondant successivement au déplacement de la tige vers la position de fermeture du contact et vers la position d'ouverture du contact.

Dans ce cas, le mouvement de translation de la tige est accompagné d'un mouvement de rotation de celle-ci. Dans la mesure où la rainure s'étend de façon continue sur la périphérie de l'alésage du boîtier dans lequel elle est ménagée, il est possible de faire passer la tige d'une position sortie vers une position rentrée puis d'une position rentrée vers une position sortie en effectuant une rotation de la tige toujours dans le mme sens.

Suivant encore une autre possibilité, les moyens assurant le maintien d'une tige en position fermée du contact électrique comprennent une bague qui, engagée autour de la tige et montée libre en rotation et bloquée en translation dans le boîtier isolant, présente deux bords en dents de scie, les différentes dents étant délimitées par un tronçon incliné suivi par un tronçon parallèle à I'axe de la bague, tous les tronçons inclinés étant inclinés dans le mme sens, la bague comportant des rainures axiales et débouchant dans sa paroi intérieure, ménagées en alternance avec les zones en creux du profil en dents de scie, tandis que la tige comporte deux ergots dépassant radialement, décalés axialement d'une valeur au moins égale à la largeur de la bague, pour tre situés de part et d'autre de celle-ci, les deux ergots étant décalés circonférentiellement d'une valeur sensiblement égale à la longueur d'une dent, 1'ergot situé du côté de l'extrémité libre de la tige servant, par appui contre les faces inclinées des dents de la bague, à réaliser l'entraînement en rotation de la bague, pour amener successivement l'autre ergot en appui dans le creux d'une dent, avec une position axiale de la tige correspondant à la fermeture du contact, et à l'intérieur d'une rainure, avec une position axiale de la tige correspondant à l'ouverture du contact. Chaque pression exercée sur la tige se traduit par le pivotement de la bague crantée, et par le passage de la tige de la position de fermeture du contact vers la position d'ouverture du contact et ainsi de suite.

Dans les formes d'exécution dans lesquelles la tige pivote lors du passage de la position de fermeture à la position d'ouverture du contact et inversement, le couteau est monté libre en rotation sur la tige qui lui est associée et est guidé en translation, avec un blocage en rotation, dans le boîtier isolant.

De toute facon l'invention sera bien comprise à I'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quatre formes d'exécution de ce dispositif de contact électrique sectionnable.

Figure 1 est une vue de côté d'un premier bloc de jonction en position d'ouverture du contact, Figure 2 est une vue similaire à figure 1 en position de fermeture du contact, Figure 3 est une vue en perspective éclatée des moyens d'actionnement du contact, Figure 4 est une vue en perspective de ces mmes moyens en position montée, Figure 5 est une vue très schématique de côté d'un deuxième dispositif en position d'ouverture du contact, Figure 6 en est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de figure 5, Figure 7 est une vue similaire à figure 5 en position de fermeture du contact, Figure 8 est une vue en coupe de ce dispositif suivant la ligne VIII-VIII de figure 7, Figure 9 est une vue de détail et à échelle agrandie illustrant les moyens de maintien du dispositif en position de fermeture du contact, Figures 10 et 11 sont deux vues de face d'un autre bloc de jonction à contact sectionnable, respectivement en position d'ouverture et en position de fermeture du contact, Figures 12 et 13 sont deux vues du dispositif d'actionnement de ce contact électrique respectivement en position éclatée et en position montée, Figure 14 à 18 sont cinq vues schématiques illustrant le principe d'actionnement de la tige portant le couteau de fermeture du contact,

Figure 19 est une vue en perspective illustrant un dispositif d'actionnement simultané de trois contacts.

Le dispositif représenté aux figures 1 à 4 comprend un bloc de jonction 2 équipé de deux barrettes conductrices 3 et 4 entre lesquelles une liaison électrique doit tre réalisée à I'aide d'un couteau 5. Les barrettes 3 et 4 sont par ailleurs reliées électriquement à des pièces de raccordement et de connexion électrique telles que, selon l'exemple illustré, des mâchoires de raccordement à vis. Bien entendu, les barrettes 3 et 4 pourraient tre raccordées à d'autres accessoires de raccordement, comme par exemple mais non exclusivement, des mâchoires autodénudantes ou des lyres de raccordement pour des fiches.

Dans le boîtier isolant constitutif du bloc de jonction est ménagée une partie annulaire 6 destinée au guidage d'une tige cylindrique 7. Cette tige cylindrique 7 comporte, dans sa partie supérieure, d'un doigt 8 qui en fait saillie radialement et dans sa partie inférieure un évidement 9 limité vers le bas par un épaulement 10. L'évidement 9 sert au montage du couteau 5 qui se présente sous la forme d'une lame ayant un profil en Q dont la partie centrale est engagée sur l'évidement 9, ce qui permet à la lame 5 d'tre bloquée sur la tige 7 mais de pouvoir pivoter librement vis-à- vis de celle-ci. Le blocage en rotation de la lame 5 est réalisé par des guides ménagés dans le boîtier du bloc de jonction, ces guides n'étant pas représentés au dessin. En regard de la pièce annulaire 6, et en dessous de celle-ci, est ménagé un bloc 12 comportant un logement 13 ouvert vers le haut. Dans ce logement 13 est engagée l'extrémité inférieure de la tige 7, et est toge un ressort hélicoïdal 11 qui entoure la tige, et prend appui d'une part dans le fond du logement 13 et d'autre part contre l'épaulement 10.

Dans la pièce annulaire 6 est ménagée une rainure axiale 14 dans laquelle est engagé le doigt 8. A son extrémité inférieure, la rainure 14 comporte un retour 15 à 90°, qui se termine lui-mme par un évidement 16 tourné vers le haut délimitant un cran de verrouillage. La tige 7 comporte à son extrémité supérieure une fente 17 permettant l'engagement de la lame d'un tournevis, et présente un trou traversant diamétral 18.

En pratique, lorsque le doigt 8 est dans la position représentée aux figures 1 et 4, c'est-à-dire engagé dans la rainure 14, le ressort 11 est en position détendue, la tige 7 étant poussée vers le haut, le couteau 5 est situé au-dessus des barrettes conductrices 3 et 4, sans contact avec ces

dernières, et l'extrémité de la tige dépasse du bottier. 11 est alors possible d'identifier immédiatement et visuellement que le contact est en position ouverte en constatant le dépassement de l'extrémité supérieure de la tige hors du boîtier. li est également possible, en position ouverte du contact, de verrouiller la tige 7 en position haute par passage d'un élément dans le trou diamétral 8, tel qu'un lien qui peut tre plombé, pour des raisons de sécurité.

Pour réaliser la fermeture du contact il convient d'exercer une pression sur la tige 7 jusqu'à ce que le doigt arrive dans le fond de la rainure 14, puis de faire pivoter la tige, par exemple à I'aide de la lame d'un tournevis jusqu'à ce que le doigt vienne en butée dans le fond du retour 15, en se verrouillant derrière le cran 16. Le passage en position d'ouverture du contact se fait par une manoeuvre inverse.

Les figures 5 à 9 représentent une autre forme d'exécution de ce dispositif dans laquelle les mmes éléments sont désignés par les mmes références que précédemment.

Dans cette forme d'exécution, la tige 7 comporte deux doigts 19 diamétralement opposés, destinés à coopérer avec une rainure inclinée 20 s'étendant sur 360° à l'intérieur d'un élément annulaire 22 de guidage de la tige. La rainure 20 comporte quatre tronçons symétriques deux à deux. Dans chaque partie basse de la rainure 20 se trouve un évidement 23 tourné vers le haut dans lequel un doigt peut venir se verrouiller, en position basse de la tige, correspondant à une position fermée du contact.

Cette position de fermeture du contact est représentée aux figures 7 à 9.

Comme montré à la figure 9, lorsqu'un doigt descend à l'intérieur d'une rainure, par déplacement en translation de la tige 7 accompagné d'un mouvement de rotation de cette dernière, ce doigt qui occupe la position a arrive en butée basse dans la position b. Lorsque l'opérateur relâche la pression exercée sur la tige, le ressort 11 se détend, et le doigt vient dans la position c prendre appui contre une rampe qui t'amène dans la position d c'est-à-dire dans le fond de l'évidement 23. Pour passer en position d'ouverture, l'opérateur exerce une pression sur la tige 7 de telle sorte que le doigt 19 considéré vient prendre appui sur une rampe située immédiatement en dessous qui t'amène dans la position e à partir de laquelle il suffit à l'opérateur de relâcher la pression exercée sur la tige 7

pour que le doigt 19 passant dans la position f, revienne en position haute d'ouverture du contact.

Les figures 10 à 18 représentent une autre forme d'exécution dans laquelle la tige 7 est simplement animée d'un mouvement de coulissement entre la position d'ouverture et la position de fermeture du contact. Dans ce cas, le boîtier constitutif du bloc de jonction comprend une cage 25 à l'intérieur de laquelle est montée une bague 26 crantée intérieurement. Cette bague 26 est montée libre en rotation sur la tige 7 qui comporte deux ergots 27 et 28 respectivement supérieur et inférieur décalés axialement d'une distance au moins égale à la largeur de la bague 26, et décalés angulairement. Comme montré notamment aux figures 14 à 18, la paroi intérieure de la bague 26 comporte des bords inférieur et supérieur en forme de dents de scie 29. Chaque dent 29 est délimitée par une surface inclinée 30 se poursuivant par un tronçon 32 parallèle à l'axe de la bague. Tous les tronçons inclinés sont inclinés dans le mme sens et la bague comporte des rainures axiales 33 s'étendant sur toute sa hauteur ménagées en alternance avec les zones en creux 34 entre deux dents. La largeur de chaque rainure 33 est au moins égale à la largeur des ergots 27, 28. Les deux ergots 27,28 sont décalés circonférentiellement d'une valeur sensiblement égale à la longueur d'une dent. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. La figure 14 représente la position dans laquelle la tige 7 est en position haute. L'ergot 28 est engagé dans une rainure 33.

Lorsque l'opérateur exerce une pression sur la tige 7, I'ergot 27 vient en appui contre la surface inclinée 30 de la dent située en face, ce qui fait pivoter la bague 26 jusqu'à ce que 1'ergot 27 pénètre dans la rainure 33, comme montré à la figure 15. Lorsque l'opérateur relâche la pression exercée sur la tige, 1'ergot 28 vient en contact avec la surface 30 inférieure d'une dent de la bague, ce qui fait pivoter la bague jusqu'à ce que 1'ergot 28 se trouve dans le fond 34 d'une encoche ménagée entre deux dents, comme montré à la figure 16. La tige est alors maintenue verrouillée en position de fermeture du contact. Pour ouvrir le contact il convient d'appuyer à nouveau sur la tige 7 pour que 1'ergot supérieur 27 vienne en appui contre la dent située immédiatement en face, faisant pivoter la bague 26 d'une valeur telle, comme montré à la figure 7, que lorsque la pression exercée sur la tige 7 est relâchée, 1'ergot 28 prenant appui sur la surface située en regard fasse pivoter la bague jusqu'à pouvoir pénétrer dans une

rainure 33, comme montré à la figure 18 qui représente une nouvelle position ouverte du contact.

La figure 19 représente un autre mode d'exécution de ce dispositif dans lequel trois tiges 7 portant trois couteaux 5 sont destinées à tre actionnées simultanément. A cet effet, les trois tiges qui, dans la forme d'exécution, ne possèdent pas de moyens de verrouillage spécifique sont reliées par une barrette 35. Selon l'exemple illustré, la tige 7 du couteau central 7 est pourvue d'une tte pivotante 37 liée en translation à la tige 7. La tte 37 est mobile en translation dans une cage ou un boîtier isolant 38 et possède un doigt 39 destiné à venir s'engager dans une rainure de verrouillage 40 du boîtier 38. Ainsi, par une pression, dans le sens de la flèche F1 sur la tte 37, il est possible de descendre simultanément les trois couteaux 5, et une rotation d'un quart de tour de la tte 37 dans le sens de la flèche F2 permet d'engager le doigt 39 dans la rainure 40 pour verrouiller, en position basse, la tige centrale 7 et les deux tiges 7 qui lui sont liées par la barrette 35. Les couteaux 5 sont ainsi maintenus en position de fermeture des circuits qui leur sont associés. La tte 37 se trouve alors en position rentrée. Une rotation, en sens inverse de la tte 37, permet de déverrouiller le système en plaçant le doigt 39 hors de la rainure 40 de sorte que les ressorts 11 ramènent les couteaux 5 en position d'ouverture des circuits et la tte 37 en position sortie.

Comme il va de soi l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif, décrites ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que, dans la forme d'exécution représentée à la figure 19, chaque tige 7 pourrait tre identique aux tiges décrites en référence aux figures 1 à 4, afin de pouvoir utiliser des blocs de jonction standard pouvant tre soit utilisés indépendamment, soit accouplés pour réaliser la commande simultanée de plusieurs contacts. En outre, dans le cas d'une fermeture du contact par translation de la tige suivie d'une rotation, il est possible de protéger le système contre une fermeture intempestive du contact en dimensionnant la tige de telle manière que son extrémité doive rentrer dans le boîtier avant d'établir le contact. Ainsi, un appui involontaire sur la tige l'amenant au niveau du boîtier n'établira pas le contact. Dans toutes les formes d'exécution de ce dispositif, la zone de contact peut tre protégée de la pollution atmosphérique par un capot et/ou des nervures formant chicanes.