EP0891627B1 - Dispositif modulaire de commutation electrique - Google Patents
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- EP0891627B1 EP0891627B1 EP98905472A EP98905472A EP0891627B1 EP 0891627 B1 EP0891627 B1 EP 0891627B1 EP 98905472 A EP98905472 A EP 98905472A EP 98905472 A EP98905472 A EP 98905472A EP 0891627 B1 EP0891627 B1 EP 0891627B1
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- 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
- H01H19/56—Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch
Definitions
- the invention relates to a modular device for electrical switching.
- Such a modular device can be used for transmit an electrical current simultaneously to several devices by acting on a single organ.
- the current can convey logical information to a control device or it can be a power current intended to supply a electrical device whose start-up depends on other devices connected to the switching device.
- a such a device can be used for the realization of the supply of a series of motors, for the realization of a circuit breaker, or for the creation of a connection between a switchgear and a sound monitoring device operation.
- the object of the invention is to propose a device modular electrical switching which it is possible to vary the number of switches in a simple manner. These switches must therefore be able to be juxtaposed with simple way and their mechanical connection to the single organ of order must be reliable and present guarantees as to good indexing of the rotor of the switch with respect to the state of the circuit breaker.
- each switch must ensure a good electrical connection in each of the two rotor contact positions and should also prevent electric arcs of too long duration do not appear during of each switch, under penalty of damaging the service life of the switch.
- the invention provides a modular device of the type described previously, characterized in that the switch housing has an internal face in the shape of a cylinder arc, opposite which the grain moves of contact of the rotor when the latter moves between its two contact positions, and which is provided with orientation ridges substantially parallel to the axis of the rotor.
- FIG. 1 shows a modular device switchgear 10 having four switches rotary 12 juxtaposed axially along the axis A1 of their rotor.
- Each of these switches 12, of the type which is shown in Figure 2 has a housing 14 of shape substantially square and relatively thin in axial thickness important.
- the boxes 14 of the switches 12 are placed side by side to each other by their transverse lateral faces 16. 18 of so that the switching device forms a block compact.
- Each switch 12 has a connector 20 to three pins 21a, 21b, 21c for its connection to a device electric (not shown).
- Connector pins 21 extend transversely outward, in thickness of the switch 12.
- the connector 20 is of a standardized type, for example of type "HE 14" according to the standard UTE-C93-401.
- the housing 14 of the switch 12 essentially comprises a main body 22 including a transverse bottom wall 24 carries the transverse lateral face 16, and a cover 26 an external face of which forms the transverse lateral face 18 of the housing 14.
- the rotor 28 of the rotary switch 12 is received in rotation around the axis A1 in the housing 14.
- the three pins 21a, 21b, 21c of connector 20 each have a chimney 30a, 30b, 30c which is made integrally with the main body 22 of the housing 14 and which is provided with an opening 32 at its end free transverse to allow transverse introduction a corresponding male pin (not shown) of a corresponding connector connected to the recording equipment.
- the chimneys 30 are also open laterally to allow insertion, in each of them, a female contact terminal 34a, 34b, 34c made of electrically conductive material and intended to be in electrical contact with the male pins of the corresponding connector.
- transverse tabs 36 of the cover 26 laterally close the chimneys 30.
- the connector 20 of the switch 12 comprises by elsewhere an elastic tab 38 provided with a lug 40 which allows securing the corresponding connector.
- Each terminal 34 is connected by a connecting strip 42a, 42b, 42c respectively to a first fixed contact 44a, to a second fixed contact 44b and to a friction track 44c which are arranged in the main body 22 of the housing 14 around a central cylindrical space intended to receive the rotor 28 of switch 12.
- Terminals 34 can be soldered to the corresponding connecting strip 42 or be made come of materials with the latter.
- the first and second fixed contacts 44a, 44b are made under the form of a contact key and are arranged substantially at 80 ° from each other around the A1 axis and they extend in a axial plane tangent to the rotor 28, at the periphery thereof.
- the friction track 44c is produced in the form of a metal blade which extends in an arc of circle in a transverse plane of the switch 12.
- the friction track 44c extends over an angle at least equal to the angular difference between the two fixed contacts 44a, 44b.
- the rotor 28 is intended to pivot around its axis between two contact positions in which it is established contact between the friction track 44c linked to the terminal commune 34c and, respectively, the first contact 44a or the second fixed contact 44b linked respectively to terminals 34a, 34b.
- the rotor 28 is electrically connected uninterruptedly to the friction track 44c throughout its angular travel between its two contact positions.
- the rotor 28 comprises a rotor body 46 which is made of insulating material, of substantially shaped circular, and which carries a connection piece 48 of material conductor of electricity produced for example by cutting and folding of a metal sheet.
- connection piece 48 has a central part annular 50 which is received in a groove 52 of shape complementary arranged in a transverse face of the body rotor 46.
- Two transverse arms 54, 56 extend radially outwards from the annular central part 50 and respectively carry a wiper 58 intended to cooperate with the friction track 44c and a contact grain 60 intended to cooperate with either of the first or the second fixed contact 44a, 44b depending on the position rotor 28.
- the wiper 58 has three elastic tabs 62, of which, as we can see more particularly in figure 6, two are intended to cooperate with a transverse face of track 44c while the other tab 62 cooperates with the face opposite runway 44c.
- the wiper 58 makes electrical contact with the runway friction 44c by allowing a certain imprecision as to the relative axial position of the rotor 28 and the track friction 44C.
- the free ends of the legs 62 of the wiper 58, which bear axially against the friction track 44c, are shaped so as to ensure contact good quality electric.
- the annular central part 50 of the part connection 48 is received with radial clearance in the groove 52 of the rotor body 46. Furthermore, a compression spring 64, which is guided in a semi-cylindrical housing 66 radial orientation arranged below the transverse arm 56, stresses the grain 60 radially outwards, in contact of the button of the fixed contact 44a, 44b.
- connection piece 48 includes means which limit its travel relative to to the rotor body 46 at a simple sliding according to the diametrical direction of the two transverse arms 54, 56.
- the parallelepipedic blocks 72 extend radially, below each of the transverse arms 54, 56, and have two opposite parallel faces with which cooperate with the flaps 70.
- the housing 66 for guiding the spring 64 is fitted in the parallelepiped block 72 arranged in below the transverse arm 56 which carries the contact grain 60.
- the contact grain 60 moves in look of an internal cylindrical face 68 of the main body 22 the housing 14 which is provided with axially oriented ridges at least reducing the duration of the arcs electric likely to appear.
- the principle here illustrated consists in using the possibility of radial clearance of the connection piece 48 relative to the rotor body 40. It is therefore, at the moment when the rotor 28 is moved away from one of its angular contact positions, cause the contact grain 60 to move radially inward so that the contact is cut very quickly electric between the grain 60 and the pad 44a, 44b.
- the switch 12 first comprises a flange 118 which extends axially in the center of the annular portion 50 of the workpiece connection 48 and which is for example integral with the cover 26 of the housing 14.
- the fixed flange 118 has two bosses 120 which extend radially outward to form cam fingers intended to cooperate with the internal edge 122 of the annular part 50 of the connection piece 48.
- the internal edge 122 has two ramp elements 124 which form a cam path in radially inward relief relative to the contour general circular of the internal edge 122.
- both ramp elements 124 are capable of coming to bear against one of the bosses 120 of the flange 118, under the effect return spring 64.
- the wall transverse bottom 24 of the main body 22 of the housing 14 comprises, on an internal face, two flanges 94, 96 concentric which delimit an annular groove 98 in which is received a corresponding annular flange 100 of the rotor 28. Furthermore, the link arm 42b which joins the terminal 34b at the second fixed contact 44b extends partly at the bottom of the annular groove 98.
Description
- la piste de frottement est réalisée sous la forme d'une lame métallique qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, à la périphérie de celui-ci, et le rotor comporte un frotteur qui comporte au moins deux pattes élastiques opposées qui sont en appui chacune selon la direction axiale contre une des faces opposées de piste de frottement ;
- chacune des première et seconde bornes est reliée à un plot de contact agencé dans un plan tangent au rotor, et le rotor comporte un grain de contact qui est agencé sur un bord périphérique, qui est relié électriquement au frotteur et qui coopère avec l'un ou l'autre des plots de contact lorsque le rotor est dans l'une ou l'autre de ses positions de contact ;
- le rotor comporte un corps en matériau isolant qui est guidé en rotation dans le boítier et sur lequel est agencée une pièce de connexion conductrice qui porte et relie le frotteur et le grain de contact ;
- la pièce de connexion est susceptible de coulisser par rapport au rotor selon un rayon du rotor passant par le grain de contact, et la pièce de connexion est sollicitée par des moyens de rappel élastique pour provoquer une saillie du grain de contact radialement vers l'extérieur ;
- la pièce de connexion comporte une partie centrale annulaire qui est reçue avec un jeu radial dans une gorge annulaire du corps de rotor, et deux bras radiaux qui portent respectivement le frotteur et le grain de contact ;
- les bras radiaux de la pièce de connexion sont sensiblement diamétralement opposés, et ils comportent des moyens de guidage de la pièce de connexion selon sa direction de coulissement ;
- lorsque le rotor est écarté angulairement de l'une de ses positions angulaires de contact, la pièce de connexion est déplacée radialement à l'encontre des moyens de rappel élastique par des moyens d'excentration jusqu'à une position radiale de coupure du contact entre le grain de contact et le plot de contact correspondant ;
- les moyens d'excentration comportent au moins un doigt de came et un profil de came, dont l'un est porté par le boítier et l'autre par la pièce de connexion, et qui coopèrent pour déplacer la pièce de connexion vers sa position de coupure lorsque le rotor est écarté de l'une de ses positions angulaires de contact ;
- le rotor et le boítier comportent des moyens qui coopèrent pour limiter la course angulaire du rotor ;
- le rotor de chaque contacteur du dispositif comporte un fût axial qui est muni, à une première extrémité axiale, d'une excroissance d'entraínement, et à une extrémité axiale opposée, d'une empreinte de forme complémentaire, et lorsque deux commutateurs sont juxtaposés, l'excroissance de l'un est engagée axialement dans l'empreinte de l'autre pour lier en rotation les rotors des deux commutateurs ;
- l'excroissance d'entraínement et l'empreinte du rotor de chaque commutateur comportent des moyens d'indexation angulaire qui assurent une orientation angulaire relative déterminée des rotors de deux commutateurs juxtaposés ;
- le boítier de chaque commutateur comporte, sur une première face transversale externe, des ergots de positionnement, et, sur une face transversale externe opposée, des orifices de forme complémentaire, de telle sorte que lorsque deux commutateurs sont juxtaposés, les ergots de l'un sont reçus axialement dans les orifices de l'autre pour indexer la position relative des boítiers des deux commutateurs ;
- le boítier du commutateur comporte un corps principal dans lequel est agencé notamment le rotor, et le corps principal est refermé par un couvercle transversal dont une face externe forme une face transversale externe du boítier ;
- le dispositif comporte une série de commutateurs rotatifs juxtaposés axialement qui sont serrés les uns contre les autres par des barrettes comportant une branche d'orientation axiale dont les deux extrémités sont recourbées radialement pour être reçues par emboítement élastique dans des encoches aménagées dans les faces latérales externes des commutateurs ;
- le boítier de l'un au moins des commutateurs comporte une oreille de fixation qui s'étend transversalement et qui est prévue pour être fixée sur un socle par un moyen de fixation.
- la figure 1 est une vue en perspective illustrant un dispositif modulaire de commutation électrique comportant quatre commutateurs conformes aux enseignements de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective, selon un autre angle, d'un commutateur du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective éclatée du commutateur de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en perspective éclatée agrandie du rotor et du corps principal du boítier d'un commutateur selon l'invention ;
- la figure 5 est une vue de dessus d'un commutateur selon l'invention ;
- la figure 6 est une vue en section selon la ligne 6-6 de la figure 5 du commutateur selon l'invention ; et
- les figures 7 à 9 sont trois vues schématiques de dessus illustrant partiellement une variante de réalisation de l'invention permettant d'améliorer l'engagement et le dégagement du contact entre le grain de contact et les plots fixes.
Claims (17)
- Dispositif modulaire de commutation électrique, du type comportant une série de commutateurs rotatifs (12) juxtaposés axialement, du type dans lequel chaque commutateur (12) comporte un rotor (28) qui est monté à rotation autour de son axe (A1) dans un boítier (14) du commutateur (12), et qui est susceptible d'occuper deux positions angulaires de contact dans lesquelles il relie électriquement une borne commune fixe (34c) du commutateur (12) respectivement avec une première (34a, 44a) ou une seconde (34b, 44b) borne de contact fixe du commutateur (12), et du type dans lequel il est prévu des moyens pour que les rotors (28) de chaque commutateur (12) soient entraínés simultanément en rotation, à l'aide d'un organe de commande unique, vers l'une ou l'autre de leurs deux positions de contact dans lesquelles, dans chaque commutateur (12), un grain de contact (60) porté par le rotor (28) coopère avec l'un ou l'autre de deux plots de contacts (44a, 44b) dont chacun est relié électriquement à l'une des bornes de contact fixe (34a, 34b),
caractérisé en ce que, lorsque le rotor (28) se déplace entre ses deux positions de contact, le grain de contact (60) se déplace en regard d'une face interne (68) en arc de cylindre du boítier (14) du commutateur (12), et en ce que la face interne (68) est munie de stries d'orientation sensiblement parallèles à l'axe (A1) du rotor (28). - Dispositif de commutation selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les plots de contact (44a, 44b) sont agencés dans un plan tangent au rotor (28), et en ce que le grain de contact (60) est agencé sur un bord périphérique du rotor (28). - Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la borne commune (34c) de chaque commutateur (12) est reliée à une piste de frottement (44c) avec laquelle coopère le rotor (28) du commutateur (12), en ce que la piste de frottement (44c) s'étend sur un arc de cercle au moins égal à la course angulaire du rotor (28) entre ses deux positions de contact, et en ce que le rotor (28) coopère de manière ininterrompue avec la piste de frottement (44c) sur toute sa course angulaire.
- Dispositif de commutation selon la revendication 3,
caractérisé en ce que la piste de frottement (44c) est réalisée sous la forme d'une lame métallique qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (A1) du rotor (28). à la périphérie de celui-ci, et en ce que le rotor (28) comporte un frotteur (58) qui comporte au moins deux pattes élastiques (62) opposées qui sont en appui chacune selon la direction axiale contre une des faces opposées de la piste de frottement (44c). - Dispositif de commutation selon la revendication 4,
caractérisé en ce que le rotor (28) comporte un corps en matériau isolant (46) qui est guidé en rotation dans le boítier (14) et sur lequel est agencée une pièce de connexion conductrice (48) qui porte et relie le frotteur (58) et le grain de contact (60). - Dispositif de commutation selon la revendication 5,
caractérisé en ce que la pièce de connexion (48) est susceptible de coulisser par rapport au rotor (28) selon un rayon du rotor (28) passant par le grain de contact (60), et en ce que la pièce de connexion (48) est sollicitée par des moyens de rappel élastique (64) pour provoquer une saillie du grain de contact (60) radialement vers l'extérieur. - Dispositif de commutation selon la revendication 6,
caractérisé en ce que la pièce de connexion (48) comporte une partie centrale annulaire (50) qui est reçue avec un jeu radial dans une gorge annulaire (52) du corps de rotor (46), et deux bras radiaux (54, 56) qui portent respectivement le frotteur (58) et le grain de contact (60). - Dispositif de commutation selon la revendication 7,
caractérisé en ce que les bras radiaux (54, 56) de la pièce de connexion (48) sont sensiblement diamétralement opposés, et en ce qu'ils comportent des moyens de guidage (70) de la pièce de connexion (48) selon sa direction de coulissement. - Dispositif de commutation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, lorsque le rotor (28) est écarté angulairement de l'une de ses positions angulaires de contact, la pièce de connexion (48) est déplacée radialement à l'encontre des moyens de rappel élastique (64) par des moyens d'excentration (120, 124) jusqu'à une position radiale de coupure du contact entre le grain de contact (60) et le plot de contact (44a, 44b) correspondant.
- Dispositif de commutation selon la revendication 9,
caractérisé en ce que les moyens d'excentration comportent au moins un doigt de came (120) et un profil de came (124), dont l'un est porté par le boítier (14) et l'autre par la pièce de connexion (48), et qui coopèrent pour déplacer la pièce de connexion (48) vers sa position de coupure lorsque le rotor (28) est écarté de l'une de ses positions angulaires de contact. - Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor (28) et le boítier (14) comportent des moyens (102, 104, 106) qui coopèrent pour limiter la course angulaire du rotor (28).
- Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor (28) de chaque contacteur (12) du dispositif (10) comporte un fût axial (74) qui est muni, à une première extrémité axiale, d'une excroissance d'entraínement (76), et à une extrémité axiale opposée, d'une empreinte (78) de forme complémentaire, et en ce que lorsque deux commutateurs (12) sont juxtaposés, l'excroissance (76) de l'un est engagée axialement dans l'empreinte (78) de l'autre pour lier en rotation les rotors (28) des deux commutateurs (12).
- Dispositif de commutation selon la revendication 11,
caractérisé en ce que l'excroissance d'entraínement (76) et l'empreinte (78) du rotor (28) de chaque commutateur (12) comportent des moyens d'indexation angulaire (84, 86) qui assurent une orientation angulaire relative déterminée des rotors (28) de deux commutateurs (12) juxtaposés. - Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boítier (14) de chaque commutateur (12) comporte, sur une première face transversale externe (18), des ergots de positionnement (88), et, sur une face transversale externe opposée (16), des orifices (90) de forme complémentaire, de telle sorte que lorsque deux commutateurs (12) sont juxtaposés, les ergots (88) de l'un sont reçus axialement dans les orifices (90) de l'autre pour indexer la position relative des boítiers (14) des deux commutateurs (12).
- Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boítier (14) du commutateur (12) comporte un corps principal (22) dans lequel est agencé notamment le rotor (28), et en ce que le corps principal (22) est refermé par un couvercle transversal (26) dont une face externe forme une face transversale externe (18) du boítier (14).
- Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif (10) comporte une série de commutateurs rotatifs (12) juxtaposés axialement qui sont serrés les uns contre les autres par des barrettes (108) comportant une branche (110) d'orientation axiale dont les deux extrémités (111) sont recourbées radialement pour être reçues par emboítement élastique dans des encoches (112, 114) aménagées dans les faces latérales externes (16, 18) des commutateurs (12).
- Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boítier (14) de l'un au moins des commutateurs (12) comporte une oreille de fixation (116) qui s'étend transversalement et qui est prévue pour être fixée sur un socle par un moyen de fixation.
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