FR2512268A1 - Fast action electrical switch using Thomson effect - has movable assembly set to positively bring locking controller to inactive position during travel to circuit closure - Google Patents

Fast action electrical switch using Thomson effect - has movable assembly set to positively bring locking controller to inactive position during travel to circuit closure Download PDF

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    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/222—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electrodynamic repulsion

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Abstract

The switch is fitted with a device (22) which locks the moving element (10,12,14) to an open position. The locking components (28,30) are elastically pulled into the locking position and can be moved into the unlocking position by an unlocking controller (36, 38). The moving element (10,12,14) is designed so as to bring positively the unlocking controller (36,38) into the inactive position during the closing movement of the switch. The locking device is armed before any closing of the switch and before any reopening without action on the rollers (28,30). Involuntary closings of the switch are therefore avoided. The moving element includes a rod (10) which cooperates with a pushbutton to displace the latter to an inactive position during the travel to a closed position.

Description

INTERRUPTEUR ELECTRIQUE A COMMANDE RAPIDE.QUICK CONTROL ELECTRIC SWITCH.

L'invention est relative à un interrupteur électrique à commande d'ouverture rapide des contacts par effet Thomson doté d'un dispositif de verrouillage en position ouvert de l'équipage mobile ayant des organes de verrouillage sollicités élastiquement en position de verrouillage et susceptibles d'être déplacés en position de déverrouillage par une commande de déverrouillage.The invention relates to an electrical switch with a rapid opening control of the Thomson effect contacts provided with a locking device in the open position of the moving assembly having locking members resiliently biased in the locking position and capable of be moved to the unlocked position by an unlocking control.

Le brevet français N0 2.247.118 décrit un interrupteur du genre mentionne réalisant un effet de limitation de courant par ouverture rapide des contacts. Un dispositif de verrouillage maintient l'interrupteur en position ouvert 3 l'encontre de l'action d'un ressort de fermeture. Toute défaillance du dispositif de verrouillage provoque la fermeture intempestive et souvent dangereuse de l'interrupteur. Le système de coincement de la tige de commande par des rouleaux et la commande de déverrouillage par un poussoir agissant sur les rouleaux apportent une solution à ce problème de fiabilité.Des ratés ont toutefois été constatés dans certains cas particuliers de fonctionnement, notamment lors de commandes successives rapides de fermeture ouverture de l'interrupteur et la présente invention a pour but de remédier à ces défauts.French patent N0 2,247,118 describes a switch of the type mentioned achieving a current limiting effect by rapidly opening the contacts. A locking device keeps the switch in the open position 3 against the action of a closing spring. Any failure of the locking device causes inadvertent and often dangerous closing of the switch. The system for clamping the control rod by rollers and the unlocking control by a pusher acting on the rollers provide a solution to this reliability problem. successive fast closing opening of the switch and the present invention aims to remedy these faults.

L'invention part de la constatation que la fermeture de l'interrupteur est commandée par le déplacement temporaire du poussoir et des rouleaux en position de deverrouillage.The invention starts from the observation that the closing of the switch is controlled by the temporary movement of the pusher and the rollers in the unlocked position.

Lorsqu'un ordre d'ouverture succède instantanément a' l'or- dre de fermeture, par exemple lors d'une fermeture sur défaut ou de réenclenchements multiples, l'équipage mobile est immédiatement repoussé en position d'ouverture et ces manoeuvres sont tellement rapides que le dispositif de verrouillage n'a pas toujours le temps de revenir en position initiale. Les rouleaux sont encorc en position de déverrouillage et une nouvelle fermeture involontaire est alors inévitable. When an opening order immediately follows the closing order, for example during a fault closure or multiple resets, the moving element is immediately pushed back into the open position and these maneuvers are so The locking device does not always have time to return to the initial position. The rollers are still in the unlocked position and an involuntary new closure is then inevitable.

L'interrupteur selon la présente invention est caractérisé par le fait que ledit équipage mobile est agencé pour amener positivement ladite commande de déverrouillage en position inactive au cours de la course ue fcrmeture de l'interrupteur.The switch according to the present invention is characterized in that said movable assembly is arranged to positively bring said unlocking command to the inactive position during the stroke of the switch.

Au cours de la course de fermeture l'équipage mobile déplace obligatoirement le poussoir en position inactive, si ce dernier n'est pas déjà dans cette position et les rouleaux de faible masse suivent instantanément ce mouvement et viennent en position de verrouillage sous l'action des ressorts de rappel. On est ainsi assuré du réarmement du dispositif de verrouillage avant toute fermeture de l'interrupteur et à fortiori avant toute réouverture sans action directe sur les rouleaux.During the closing stroke, the moving element necessarily moves the pusher to the inactive position, if the latter is not already in this position and the low mass rollers instantly follow this movement and come into the locking position under the action return springs. It is thus ensured that the locking device is reset before any closing of the switch and a fortiori before any reopening without direct action on the rollers.

Le poussoir est avantageusement propulsé par effet Thomson de la manière décrite dans le brevet précité, mais toute autre commande, notamment électromagnétique, est applicable.The pusher is advantageously powered by Thomson effect in the manner described in the aforementioned patent, but any other command, in particular electromagnetic, is applicable.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un interrupteur selon l'invention représenté en position ouvert; la figure 2 est unc vue partielle de la figure 1; montrant l'interrupteur en cours de fermeture.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example and represented in the appended drawing, in which FIG. 1 is a view schematic in axial section of a switch according to the invention shown in the open position; Figure 2 is a partial view of Figure 1; showing the switch being closed.

Sur les figures, une tige 10 portant un pont de contact 12 d'un interrupteur électrique est montée à coulissement,de manière à commander l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur, un ressort 13 sollicitant le pont de contacts 12 en position de fermeture des contacts. Un disque conducteur 14 est assujetti à la tige 10 et disposé en regard d'un bobinage annulaire 16 à une faible distance de ce dernier en position fermée des contacts. Le bobinage 16 peut être alimenté par une décharge d'une batterie de condensateurs (non représentée) et les courants induits dans le disque 14, lors de cette décharge, provoquent par effet lectrodynamique dénommé effet Thomson, une vive répulsion du disaue 14.In the figures, a rod 10 carrying a contact bridge 12 of an electric switch is slidably mounted, so as to control the opening and closing of the switch, a spring 13 urging the contact bridge 12 in the position of contact closure. A conductive disc 14 is secured to the rod 10 and disposed opposite an annular coil 16 at a short distance from the latter in the closed position of the contacts. The winding 16 can be supplied by a discharge from a capacitor bank (not shown) and the currents induced in the disc 14, during this discharge, cause a electro-dynamic effect called the Thomson effect, a strong repulsion of the disaue 14.

L'extrémité 20 de la tige 10, opposée au pont 12, coopère avec un dispositif de verrouillage, désigné par le repère général 22, comprenant des logements 24, 26 à parois convergentes recevant chacun un rouleau 28, 30 de diamètre approprié à un coincement de la tige 10 lorsque le rouleau est dans la partie convergente étroite. Des ressorts de compression 32, 34 sollicitent les rouleaux 28, 30 en position de coincement. Un percuteur ou poussoir 36 en forme de collet porté par un disque conducteur 38 est susceptible de pénétrer dans les logements 24, 25 et de repousser les rouleaux 28. 30 A l'encontre des ressort 32, 34 vers la partie élargie des logements en rompant ainsi le verrouillage.Le disque conducteur 38 est disposé en regard d'un bobinage fixe 40 et des ressorts de rempression 42 sollicitent l'ensemble poussoir 36, disque 38 en position inactive de rapprochement du disque 38 du bobinage 40, lequel peut être alimenté par une décharge d'une batterie de condensateurs, qui peut être la batterie d'alimentation du bobinage 16 ou une autre. Un tel interrunteur est bien connu et il suffit d'en rappeler sommairement le fonctionnement
Dans la position ouverte de l'interrupteur représentée sur la figure 1, la tige 10 est retenue en position ouverte des contacts par les rouleaux 28, 30 coincés dans la partie retrécie des logements convergents en coins 24, 26 par l'action des ressorts 32, 34 et essentiellement par l'effet d'autoblocage exercé par la tige 10.Le déverrouillage de la tige 10 est commandé par l'alimentation du bobinage 40 par une décharge électrique, notamment de condensateurs, qui provoque par effet électrodynamique une répulsion du disque 38 et un déplacement brusque du poussoir 36 qui vient frapper les rouleaux 28, 30 et rompt le blocage.The end 20 of the rod 10, opposite the bridge 12, cooperates with a locking device, designated by the general reference 22, comprising housings 24, 26 with converging walls each receiving a roller 28, 30 of diameter suitable for wedging of the rod 10 when the roller is in the narrow converging part. Compression springs 32, 34 urge the rollers 28, 30 into the jamming position. A striker or pusher 36 in the form of a collar carried by a conductive disc 38 is capable of penetrating into the housings 24, 25 and of pushing the rollers 28. 30 Against the springs 32, 34 towards the enlarged part of the housings by breaking locking. The conductive disc 38 is disposed opposite a fixed winding 40 and resisting springs 42 urge the pusher assembly 36, disc 38 in the inactive position of approaching the disc 38 of the winding 40, which can be powered by a discharge from a capacitor bank, which may be the supply battery of the winding 16 or another. Such a switch is well known and it suffices to briefly recall its operation.
In the open position of the switch shown in FIG. 1, the rod 10 is retained in the open position of the contacts by the rollers 28, 30 wedged in the narrowed part of the convergent wedge housings 24, 26 by the action of the springs 32 , 34 and essentially by the self-blocking effect exerted by the rod 10. The unlocking of the rod 10 is controlled by the supply of the winding 40 by an electric discharge, in particular of capacitors, which causes by electrodynamic effect a repulsion of the disc 38 and a sudden movement of the pusher 36 which strikes the rollers 28, 30 and breaks the blockage.

L'effet Thomson est particulièrement approprié à une commande par percussion engendrant un effet de choc capable de rompre l'autoblocage, mais il est clair que le poussoir 36 peut être déplacé par tout autre moyen, notamment par un électro-aimant ou hydrauliquement. Les rouleaux 28, 30 repousses vers la partie élargie des logements en coin 24, 26 ne s'opposent plus au coulissement de la tige 10 et à la fermeture des contacts sous l'action du ressort 13.The Thomson effect is particularly suitable for a percussion control generating a shock effect capable of breaking the self-locking, but it is clear that the pusher 36 can be moved by any other means, in particular by an electromagnet or hydraulically. The rollers 28, 30 push back towards the enlarged part of the corner housings 24, 26 no longer oppose the sliding of the rod 10 and the closing of the contacts under the action of the spring 13.

L'ouverture rapide des contacts est engendrée par une alimentation du bobinage 16 qui provoque une répulsion du disque 14. Le dispositif de verrouillage 22 est inactif dans ce sens et oppose une résistance négligeable au déplacement de la tige 10, condition essentielle à un bon fonctionnement d'une commande à effet Thomson. Tout mouvement de retour de la tige 10, après disparition de l'effet de répulsion du disque 14, est par contre empêché par le dispositif de verrouillage 22 qui entre en action dès l'amorce d'un mouvement en direction opposée de la tige 10, l'effet d'autocoincement et les rouleaux 28, 30 fournissant un effort de retenue important.The rapid opening of the contacts is generated by a power supply to the winding 16 which causes the disk 14 to repel. The locking device 22 is inactive in this direction and offers negligible resistance to the movement of the rod 10, an essential condition for proper operation. of a Thomson effect control. Any return movement of the rod 10, after the repelling effect of the disc 14 has disappeared, is on the other hand prevented by the locking device 22 which comes into action when initiating a movement in the opposite direction of the rod 10 , the self-pinching effect and the rollers 28, 30 providing a significant retaining force.

Normalement l'ensemble poussoir 36 disque 38 et les rouleaux 28, 30 ont le temps de revenir en position de verrouillage après une commande de fermeture, et sont donc prêts à verrouiller la tige 10 en position ouvert lors d'une commande suivante d'ouverture. Ce mouvement de retour est toutefois tributaire des ressorts 32, 34, 42 et l'inertie de l'ensemble disque 38, poussoir 36 freine ce mouvement. Selon la présente invention, ce retour est rendu impératif et est obligatoirement achevé avant la fermeture des contacts, le bout 44 de la tige 10 venant heurter le disque 38 au cours de la course de fermeture, si le disque 38 n'est pas en position inactive. Le disque 38 est ainsi repoussé positivement en cette position.En se référant plus particulièrement à là figure 1, on voit que dans la position ouvert, représentée en trait continu et en position fermé de la tige 10, représentée en trait discontinu, le bout 44 est écarté du disque 38 placé en position inactive, accolé à la bobine 40. Lors d'un ordre de fermeture l'ensemble poussoir 36, disque 38 est propulsé vers le haut sur la figure 2 en position de déverrouillage des rouleaux 28, 30. La tige 10 déverrouillée se déplace vers le bas et dans sa course rencontre le disque 38, le bout 44 percutant le disque 38, pour le repousser en position abaissée si du fait de l'inertie le-disque 38 n'a pas déjà atteint cette position. Au moment de la fermeture des contacts 14 on est ainsi assuré du retour du dispositif de verrouillage 22 en position de verrouillage, les rouleaux 28, 30 suivant sans retard l'ensemble poussoir 36, disque 38. Le dispositif 22 est prêt à assurer sa fonction de verrouillage de la tige 10 lors d'une manoeuvre successive d'ouverture. I1 est clair. que la liaison unidirectionnelle entre l'équipage mobile 10, 12, 14 et la commande de déverrouillage à poussoir 36 et disque 38 peut être réalisée de toute autre manière, ce mode de liaison étant adapté à la structure de la commande de déverrouillage qui peut être d'un type différent, notamment électromagnétique ou hydraulique, et que l'invention est nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement représenté. Normally the pusher assembly 36 disc 38 and the rollers 28, 30 have time to return to the locking position after a closing command, and are therefore ready to lock the rod 10 in the open position during a next opening command. . This return movement is however dependent on the springs 32, 34, 42 and the inertia of the disc assembly 38, pusher 36 slows this movement. According to the present invention, this return is made imperative and must be completed before the contacts are closed, the end 44 of the rod 10 striking the disc 38 during the closing stroke, if the disc 38 is not in position inactive. The disc 38 is thus positively pushed back into this position. Referring more particularly to FIG. 1, it can be seen that in the open position, represented in solid line and in the closed position of the rod 10, represented in broken line, the end 44 is moved away from the disc 38 placed in the inactive position, attached to the reel 40. During a closing order, the pusher assembly 36, disc 38 is propelled upwards in FIG. 2 in the unlocked position of the rollers 28, 30. The unlocked rod 10 moves downwards and in its course meets the disc 38, the tip 44 striking the disc 38, to push it back into the lowered position if due to the inertia the disc 38 has not already reached this position. When the contacts 14 are closed, it is thus ensured that the locking device 22 returns to the locking position, the rollers 28, 30 following without delay the pusher assembly 36, disc 38. The device 22 is ready to perform its function for locking the rod 10 during a successive opening maneuver. It is clear. that the unidirectional connection between the moving assembly 10, 12, 14 and the unlocking control with push-button 36 and disc 38 can be carried out in any other way, this mode of connection being adapted to the structure of the unlocking control which can be of a different type, in particular electromagnetic or hydraulic, and that the invention is in no way limited to the mode of implementation more particularly shown.

Claims (3)

RevendicationsClaims 1. Interrupteur électrique à commande d'ouverture rapide des contacts (12) par effet Thomson doté d'un dispositif de verrouillage (22) en position ouvert de l'équipage mobile (10, 12, 14) ayant des organes de verrouillage (28, 30) sollicités élastiquement en position de verrouillage et susceptibles d'être déplacés en position de déverrouillage par une commande de déverrouillage (36, 38), caractérisé par le fait que ledit équipage mobile (10, 12, 14) est agencé pour amener positivement ladite commande de déver rouillaget36, 38) en position inactive au cours de la course de fermeture de l'interrupteur.1. Electric switch with rapid opening control of the contacts (12) by Thomson effect provided with a locking device (22) in the open position of the moving assembly (10, 12, 14) having locking members (28 , 30) resiliently biased in the locked position and capable of being moved to the unlocked position by an unlocking control (36, 38), characterized in that said movable assembly (10, 12, 14) is arranged to bring positively said rust release command 36, 38) in the inactive position during the closing stroke of the switch. 2. Interrupteur électrique selon la revendication 1 à commande de déverrouillage comprenant un poussoir (36) agissant en position active sur les organes de verrouillage (28, 30) pour les déplacer en position de déverrouillage, caractérisé par le fait c(ue ledit équipage mobile (10, 12, 14) déplace positivement, au cours de la course de fermeture, ledit poussoir (36) en position inactive pour autoriser la venue en position de verrouillage des organes de verrouillage (28, 30) sous l'action de moyens élastiques (32, 34) de rappel.2. Electric switch according to claim 1 with unlocking control comprising a pusher (36) acting in the active position on the locking members (28, 30) to move them to the unlocking position, characterized by the fact c (ue said moving equipment (10, 12, 14) positively moves, during the closing stroke, said pusher (36) in the inactive position to allow the locking members (28, 30) to come into the locked position under the action of elastic means (32, 34) recall. 3. Interrupteur électrique selon la revendication 1 ou 2,. 3. Electric switch according to claim 1 or 2 ,. ayant une tige coulissante (10) associée au contact mobile (12) et des rouleaux de coincement -(2S, 30) agencés pour coincer et retenir ladite tige (10) en position ouvert des contacts (12) et pour être repoussés en position de déverrouillage de la tige (10) par un poussoir (36) actionné par effet électrodynamique engendré par des courants induits dans une pièce conductrice (38), caractérisé par le fait que ladite tige (10) coopère avec le poussoir (36) et lé déplace en position inactive au cours de la course de fermeture, si le poussoir (36) ne se trouve pas dans ladite position inactive. having a sliding rod (10) associated with the movable contact (12) and wedging rollers - (2S, 30) arranged to wedge and retain said rod (10) in the open position of the contacts (12) and to be pushed back into the position unlocking of the rod (10) by a pusher (36) actuated by electrodynamic effect generated by induced currents in a conductive part (38), characterized in that said rod (10) cooperates with the pusher (36) and moves it in the inactive position during the closing stroke, if the pusher (36) is not in said inactive position.
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