Interrupteur électrique
La présente invention a pour objet un interrupteur électrique, comprenant un premier et un second contact sollicités dans une position normalement fermée, un organe de commande mobile réversiblement entre une première et une seconde position, une pièce conductrice mobile sous l'action de l'organe de commande afin de passer entre les contacts et de séparer ces derniers, tout en maintenant une connexion électrique entre eux quand l'organe de commande se déplace de la première à la seconde position, la connexion électrique entre les contacts étant rompue pendant un bref temps donné, débutant quand la pièce conductrice se dégage des contacts et se terminant quand ces contacts se referment.
Ces interrupteurs, en raison de leur construction relativement délicate, peuvent s'ouvrir accidentellement sous l'effet d'un choc ou d'une vibration.
L'interrupteur objet de l'invention pallie cet inconvénient et est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens qui fournissent normalement une connexion électrique shuntant les premier et second contacts, et en ce que l'organe de commande, en se déplaçant de la première à la seconde position, est agencé pour ouvrir la connexion de shunt avant l'ouverture des premier et second contacts, la connexion de shunt étant agencée pour se refermer lorsque les premier et second contacts sont refermés.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de Invention et illustre le fonctionnement de celles-ci:
la fig. 1 est une vue frontale éclatée, en perspective et partiellement en coupe, de la première forme d'exécution,
la fig. 2 est une vue arrière éclatée, en perspective et partiellement en coupe, de la seconde forme d'exécution, et
la fig. 3 est une vue schématique illustrant le fonctionnement.
Le mécanisme d'interrupteur électrique représenté à la fig. 1 comprend un premier contact principal 10 et un second contact principal 12. On admet que l'interrupteur et sa commande sont disposés pratiquement sur la face inférieure d'une boîte de commande à distance et pour cette raison les éléments sont représentés renversés par rapport à ce qu'on peut considérer comme leur position normale.
Le contact 12 comprend une base 14 fixée rigidement à une paroi 18 d'une enceinte pour le mécanisme qui peut être la boîte de commande à distance, en matière plastique, et une pièce de contact verticale 16 perpendiculaire à la base 14 et à la paroi 18. Un conducteur électrique 20 est fixé à la base 14, par exemple par soudure. L'ensemble comprend encore une pièce 19 qui comporte une première partie 19a en contact avec la base 14 et s'étendant vers l'extérieur sous cette base, une seconde partie 19b s'étendant perpendiculairement vers le haut depuis la partie 10a, et une troisième partie de contact i 9c s'étendant perpendiculairement depuis la seconde partie 19b et parallèlement à la base 14. La partie de contact 19c est élastique.
Le contact principal 10 est solidaire d'une pièce basculante 22 en forme de U qui comprend une base plate pivotant autour d'un pivot 24 sur une partie verticale 26 d'une console fixe 25. La console 25 comprend en outre une base (non visible à la fig. 1 mais désignée par la référence 28 à la fig. 2) fixée rigidement à la paroi 18.
Le contact 10 et la pièce basculante 22 constituent de préférence un seul organe, le contact 10 s'étendant vers le haut depuis le bord supérieur de la pièce 22 et formant un angle avec celle-ci, puis le long d'une ligne perpendiculaire au plan de la surface de la pièce basculante, et se terminant par une lame de contact 10a. La surface de la lame de contact 10a forme un angle avec la verticale quand elle est dans sa position normale et orientée comme le montre la fig. 1. Cet angle est bien visible à la fig. 3 par rapport à la pièce verticale 16. La pièce basculante 22 comporte des parties extrêmes 22a repliées à angle droit vers l'extérieur pour augmenter son inertie.
La pièce de contact verticale 16 du contact 12 est disposée à proximité de la pièce basculante 22 à angle droit avec elle, et la lame de contact 10a vient en contact avec la pièce 16 dans sa position fermée normale.
Un bras élastique flexible 30 s'étend vers le haut depuis une base 32 fixée rigidement à la paroi 18 et forme un angle avec cette base 32 et la paroi 18 égal au complément de celui formé par la lame de contact 1 0a et la pièce verticale 16 du contact 12. Un conducteur électrique 36 est soudé à la base 32. La base 32 comprend en outre une pièce 32a s'étendant vers l'extérieur dans le même plan qu'elle, puis une pièce 32b dans un plan perpendiculaire, et un contact de shunt 32c, le plan de ce contact 32c étant parallèle au plan de la base 32.
Le bras 30 pousse la lame de contact 1 0a en engagement avec la pièce verticale 16 du contact 12, et le contact de shunt 32c de la base 32 est en contact avec le contact de shunt 19c de la pièce 19. Les contacts 19c et 32c sont perpendiculaires l'un à l'autre et pratiquement dans le même plan, le contact 19c reposant sur le contact 32c.
Il est évident que les éléments 10, 12, 19. 30 et 32 sont en matière conductrice de l'électricité et la paroi 18 en matière non conductrice, de sorte qu'il existe deux trajets électriques entre les conducteurs 20 et 36. Un trajet primaire comprend la base 14 et la partie verticale 16 du contact 12, la lame de contact 10a, le bras 30 et la base 32. Un trajet de shunt comprend la base 14, la pièee 19 et la base 32 par les parties 32a et 32b de cette dernière et les contacts 19c et 32c. Par conséquent, si le trajet primaire par les contacts 10 et 12 est rompu par accident, par exemple sous l'effet d'une secousse ou d'une vibration, le trajet de shunt permet le passage du courant et ainsi le circuit électrique non représenté qui est connecté entre les conducteurs 20 et 36 n'est pas ouvert.
La commande pour les contacts d'interrupteur 10 et 12, représentée à gauche à la fig. 1, comprend un ensemble de commande 37 qui comporte un poussoir 41 s'étendant à travers la paroi 18 dans un logement cylindrique creux 44. Un collier 39 disposé entre la paroi 18 et une pièce de commande 40 entoure le poussoir 41 auquel il est fixé. Un ressort 42 est disposé entre la surface d'une base 40a de la pièce de commande 40 et une surface supérieure du logement 44. Le ressort 42 est fixé à l'une de ses extrémités à la pièce 40 et à l'autre extrémité à une pièce 46 disposée dans la surface supérieure du logement 44, et il pousse le poussoir 41, le collier 39 et la pièce de commande 40 vers le bas dans la position de repos représentée à la fig. 1, tout en sollicitant la pièce 40 à tourner autour du poussoir 41 dans le sens lévogyre en regardant la fig. 1 par-dessus.
La pièce de commande 40 est faite d'une matière conductrice et comprend une partie verticale 40b s'étendant perpendiculairement vers le haut depuis la base 40a, une lame de commande 40c et un levier de shunt 40d s'étendant vers l'extérieur de la partie verticale 40b.
La surface de cette dernière est parallèle à la surface de la pièce basculante 22, et la lame de commande 40c s'étend perpendiculairement vers l'extérieur depuis la partie verticale 40b mais est formée de façon à faire un angle avec la verticale pratiquement égal à l'angle formé par la pièce verticale 16 du contact 12 et la lame de contact 10a (fig. 3). Le levier de shunt 40d s'étend vers l'extérieur depuis la partie verticale 40b pratiquement dans le même plan que cette dernière.
Quand le mécanisme est assemblé, la lame de commande 40c est en contact avec la surface de la pièce verticale 16 du contact 12 au-dessous de la lame de contact l0a (fig. 3), tandis que le levier de shunt 40d est disposé au-dessous du contact de shunt 19c.
Quand le poussoir 41 est actionné, la pièce de commande 40 se déplace vers le haut contre l'action du ressort 42, produisant un mouvement semblable de la lame de commande 40c et du levier de shunt 40d. La nature et l'effet des mouvements de ces pièces vont être considérés individuellement.
Le mouvement de la lame de commande 40c est représenté à la fig. 3 et peut être divisé selon trois trajectoires A, B et C. Pendant le mouvement de la lame 40c le long de la trajectoire A, qui s'étend entre la position de repos normale de cette lame et sa position extrême, les contacts d'interrupteur 10 et 12 sont ouverts. Ainsi, quand le mouvement s'effectue le long de la trajectoire A, la lame de commande 40c rencontre la lame de contact lOn et pousse celle-ci à distance de la surface de la pièce verticale 16 du contact 12, contre la force du bras 30. A ce moment, bien que les contacts 10 et 12 soient ouverts, le courant passe encore entre les contacts 10 et 12 par la lame 40c. Ce courant se poursuit tant que la lame 40c est disposée entre les contacts.
Quand la lame 40c poursuit son mouvement le long de la trajectoire A, la lame de contact 1 0a chevauche la surface inclinée de la lame 40c jusqu'à ce que cette dernière passe entièrement en dehors des contacts 10 et 12.
A ce moment, la lame de contact 1 0a saute à nouveau en contact avec le contact 12. Ainsi, pendant un bref instant, I'écoulement du courant cesse entre les contacts 10 et 12, ce temps étant celui nécessaire pour que les contacts 10 et 12 soient ouverts.
La période de temps requise pour que le contact 10 se ferme sur le contact 12 est augmentée par un ensemble de retard comprenant la pièce basculante 22 connectée au contact 10. La pièce 22 pivote sous l'effet de came exercé par la lame de commande 40c sur la lame de contact 1 0a et doit ainsi pivoter en sens inverse dans sa position normale représentée pour que le contact 10 engage à nouveau le contact 12. L'inertie de la pièce basculante 22 entrave le mouvement de fermeture du contact 10 et augmente ainsi le temps d'ouverture de l'interrupteur comparativement à un interrupteur ne comportant pas de tels moyens de retard. Les parties extrêmes 22a de la pièce 22 servent à augmenter son inertie tout en assurant son équilibre. Le temps d'ouverture assuré par la construction décrite est de l'ordre de deux millisecondes.
Revenons au fonctionnement de la lame de commande 40c. Après le déplacement entre les contacts
10 et 12 et au-delà de ceux-ci, le mouvement se poursuit jusqu'à la position extrême dictée par le mouvement du poussoir 41. Quand ce dernier est relâché, le ressort 42 pousse la pièce de commande 40 dans le sens opposé, c'est-à-dire vers le bas, et la lame de commande 40c commence son mouvement de retour vers sa position normale. Le mouvement s'effectue le long de la trajectoire B (fig. 3), la lame 1 0a rencontre à nouveau la lame de contact 40c; par suite de la position inclinée des deux lames, la lame 40c chevauche la surface externe de la lame 1 0a et saute ensuite en contact avec la pièce 16, comme indiqué par la trajectoire C.
Pendant ce mouvement de retour, la pièce 40 et son bras 40c pivotent évi demment autour du poussoir 41 et relativement à ce dernier, d'abord contre la force du ressort 42 et ensuite dans la direction de cette force. Ainsi, pendant toute la trajectoire de retour de la lame 40c le long des trajectoires
B et C, les contacts 10 et 12 restent fermés.
En ce qui concerne le fonctionnement du levier de shunt 40d, quand le poussoir 41 est actionné, le levier 40d se déplace vers le haut pour engager le contact 19c de la pièce 19 et soulève ce contact 19c du contact de shunt 32c, interrompant ainsi le trajet de shunt formé à travers les contacts 19c et 32c. Quand le poussoir 41 est relâché, le ressort 42 produit le mouvement vers le bas de la lame 40d et le dégagement de celle-ci vis-à-vis du contact 19c. Le contact 19c revient engager le contact 32c et le trajet de shunt est rétabli. On peut remarquer que le trajet de shunt est rompu juste avant que le trajet primaire entre les contacts 10 et 12 soit rompu et fermé ensuite après que le trajet primaire est rétabli.
Les contacts 19c et 32c constituent ainsi un trajet de shunt auxiliaire pour le courant du circuit qui permet de maintenir le circuit fermé dans le cas où le trajet primaire serait accidentellement rompu mais qui est ouvert pendant l'ouverture désirée normale du trajet primaire.
La forme d'exécution représentée à la fig. 2 est pratiquement identique à celle de la fig. 1 sauf en ce qui concerne le détail du trajet de shunt, et par conséquent la description de la première forme d'exécution convient en grande partie pour la seconde. Les éléments de la fig. 2 qui correspondent à ceux de la fig. 1 sont désignés par les mêmes chiffres de référence accompagnés du signe prime . La succession générale des opérations est identique.
Le contact de shunt 32c' correspond au contact 32c de la fig. 1 quant à sa fonction et à son agencement général. Toutefois, dans la seconde forme d'exécution, le levier de commande 40c' fonctionne comme second contact de shunt en s'appuyant à nouveau contre le contact de shunt 32c' et la pièce verticale 16' du contact 12' quand il est dans sa position de repos normale. La seconde forme d'exécution ne comprend donc pas de pièces correspondant au levier de shunt 40d et au contact de shunt 19c de la fig. 1.
Quand le mécanisme de la fig. 2 est assemblé et dans la position de repos, le trajet de shunt est complété depuis le contact de shunt 32c' par le levier de commande 40c' jusqu'à la pièce 16' du contact 12', car le levier 40c' est sollicité par le ressort 42' vers le bas contre le contact de shunt 32c' et en rotation autour de l'axe de la pièce de commande 40' afin de venir en contact avec la pièce 16'. Quand le poussoir 41' est actionné, le levier 40c' se déplace vers le haut à distance du contact de shunt 32c', ce qui ouvre le trajet de shunt, et poursuit ensuite son mouvement vers le haut pour produire l'ouverture momentanée des contacts principaux comme dans le cas de la fig. 1 et comme le montre la fig. 3. Lors du relâchement du poussoir 41', le levier 40c' revient dans sa position de fermeture du trajet de shunt sous la force de translation et de pivotement du ressort 42'.