FR2815466A1 - Dispositif de commutation - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comporte une partie formant interrupteur (5) ayant un contact fixe (1), un contact (2) mobile par rapport au précédent entre des positions ouverte et fermée pour ouvrir et fermer la partie (5) et une tige de contact mobile (3) stétendant à partir du contact mobile à l'opposé du contact fixe, et un mécanisme d'actionnement (9) déplaçant le contact mobile et comportant une tige d'actionnement (6) raccordée à la tige de contact mobile, un mécanisme d'entraînement (7) translatant la tige d'actionnement axialement et un mécanisme de maintien (8) maintenant le contact mobile dans sa position ouverte ou fermée.Application notamment aux systèmes de commutation électromagnétique pour circuits électriques.
Description
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L'invention concerne un dispositif de commutation qui utilise l'interaction de champs électromagnétiques produits par des éléments opposés servant à produire une force électromagnétique répulsive d'entraînement qui peut placer en contact ou séparer des contacts pour ouvrir ou fermer un circuit électrique.
Les figures 6 et 7, annexées à la présente demande, sont des vues en élévation schématiques partiellement en coupe transversale d'un dispositif de commutation connu des inventeurs et qui utilise une force de répulsion électromagnétique pour effectuer une commutation de manière à ouvrir et fermer un circuit électrique. La figure 6 représente un dispositif de commutation dans un état, dans lequel les contacts sont fermés, et la figure 7 représente le dispositif de commutation dans un état dans lequel les contacts sont ouverts. Le dispositif de commutation représenté inclut une partie formant interrupteur 5, qui exécute l'ouverture et la fermeture d'un circuit électrique et un mécanisme d'actionnement 9 qui transmet une force d'entraînement à la partie formant interrupteur 5 pour ouvrir et fermer cette partie formant interrupteur 5. La partie formant interrupteur 5 comprend un contact fixe qui est fixé à une plaque de support 20, et un contact mobile 2 qui est disposé de manière à être déplaçable en vis-à-vis du contact fixe 1, et une tige de contact mobile 3 qui s'étend à partir du contact mobile 2. Pour améliorer les propriétés d'extinction d'arc de la partie formant interrupteur 5, les contacts 1 et 2 sont logés dans une chambre 4 dans laquelle un vide est établi. Une première borne 10 est connectée électriquement au contact fixe 1 et une seconde borne 11 est connectée électriquement au contact mobile 2. Un circuit électrique externe peut être connecté à la partie formant interrupteur 5 au moyen de ces bornes 10 et 11.
Le mécanisme d'actionnement 9 inclut une tige
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électriquement isolante 12 servant à isoler électriquement la partie formant interrupteur 5 d'autres parties du mécanisme d'actionnement 9. La tige isolante 12 possède une extrémité supérieure fixée à l'extrémité inférieure de la tige de contact mobile 3 et une extrémité inférieure fixée à une tige d'actionnement 6 possédant un axe longitudinal aligné avec l'axe longitudinal de la tige de contact mobile 3. La tige d'actionnement 6 est couplée à un mécanisme d'entraînement 7 qui produit une force d'entraînement pour l'ouverture et la fermeture de la partie formant interrupteur 5, et la tige d'actionnement 6 transmet cette force d'entraînement à la tige de contact mobile 3. Le mécanisme d'actionnement 9 inclut également un mécanisme de maintien 8 qui est raccordé à la tige d'actionnement 6 et applique une force de sollicitation axiale à la tige d'actionnement 6 de manière à maintenir le contact fixe 1 et le contact mobile 2 dans un état, dans lequel les contacts sont ouverts ou dans un état, dans lequel les contacts sont fermés.
Le mécanisme d'entraînement 7 inclut une bobine mobile 13, qui est fixée à la tige d'actionnement 6, une bobine fixe 14 d'ouverture des contacts, qui est fixée à une plaque de support 16 à l'opposé du côté supérieur de la bobine mobile 13, et une bobine fixe 15 de fermeture des contacts qui est fixée à une plaque de support 17 en vis-àvis du côté inférieur de la bobine mobile 13. La tige d'actionnement 6 traverse librement les plaques de support 16 et 17 pour permettre un déplacement en va-et-vient de la bobine mobile 13 entre la bobine fixe 14 d'ouverture des contacts et la bobine fixe 15 de fermeture des contacts.
Le mécanisme de maintien 8 inclut une plaque de support 19 et un ressort de sollicitation 18 qui est fixé à la plaque de support 19 et à la tige d'actionnement 6. Le ressort de sollicitation 18 est un ressort bidirectionnel ayant des propriétés non linéaires et qui modifie la
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direction dans laquelle il applique une force de sollicitation en fonction de la position de la tige d'actionne- ment 6. Lorsque la partie formant interrupteur 5 est située dans un état dans lequel les contacts sont fermés, le ressort de sollicitation 18 applique une force de sollicitation à la tige d'actionnement 6 dans le sens de la fermeture des contacts (vers le haut sur les figures 6 et 7) et lorsque la partie formant interrupteur 5 est dans une position dans l'état dans lequel les contacts sont ouverts, le ressort de sollicitation 18 applique une force de sollicitation à la tige d'actionnement 6 dans le sens d'ouverture des contacts (vers le bas sur les figures).
Ci-après on va expliquer l'opération d'ouverture des contacts du dispositif de commutation représenté sur les figures 6 et 7. Lorsque la partie formant interrupteur 5 est dans l'état représenté sur la figure 6, dans lequel les contacts sont fermés, si une impulsion de courant délivrée par une source d'alimentation non représentée est envoyée à la bobine fixe 14 d'ouverture des contacts et à la bobine mobile 13, un champ magnétique est produit par chacune des bobines 14 et 13 et les champs magnétiques produisent des forces de répulsion électromagnétique qui écartent les bobines 14 et 13 l'une de l'autre. La bobine mobile 13 est repoussée vers le bas sur la figure par les forces de répulsion électromagnétique, et la tige d'actionnement 6, qui est raccordée à la bobine mobile 13, et le contact mobile 2, qui est raccordé à la tige d'actionnement 6 par l'intermédiaire de la tige électriquement isolante 12, et la tige de contact mobile 3 descendent également pour écarter le contact mobile 2 du contact fixe 1 et ouvrir la partie formant interrupteur 5. Lorsque la tige d'actionnement 6 descend au-delà d'un point prescrit, la direction dans laquelle le ressort de sollicitation 18 est raccordé à la tige d'actionnement 6 applique une force de sollicitation, varie depuis la direction de fermeture des
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contacts (vers le haut sur la figure) vers la direction d'ouverture des contacts (vers le bas sur les figures), de sorte que lorsque les contacts 1 et 2 de la partie formant interrupteur 5 sont ouverts, le ressort de sollicitation 18 maintient la partie formant interrupteur 5 dans un état de contact ouvert comme cela est représenté sur la figure 7.
On va expliquer ci-après l'opération de fermeture des contacts. Lorsque la partie formant interrupteur 5 est dans l'état représenté sur la figure 7, dans lequel les contacts sont ouverts, si un courant impulsionnel délivré par la source d'alimentation est envoyé à la bobine fixe 15 de fermeture des contacts et à la bobine mobile 13, un champ magnétique est produit par chaque bobine 15 et 13, et le champ magnétique produit des forces électromagnétiques répulsives qui écartent les bobines 15 et 13 l'une de l'autre. La bobine mobile 13 est repoussée vers le haut sur la figure par ces forces électromagnétiques répulsives et la tige d'actionnement 6, qui est raccordée à la bobine mobile 13 et le contact mobile 2, qui est raccordé à la tige d'actionnement 6 par l'intermédiaire de la tige électriquement isolante 12 et la tige de contact mobile 3 se déplacent également vers le haut pour amener le contact mobile 2 en contact avec le contact fixe 1 et fermer la partie formant interrupteur 5. Lorsque la tige d'actionnement 6 dépasse un point prescrit lors de son déplacement ascendant, la direction dans laquelle le ressort de sollicitation 18 applique une force de sollicitation est commutée en retour depuis la direction d'ouverture des contacts (vers le bas sur la figure) vers la direction de fermeture des contacts (vers le haut sur la figure), de sorte que, une fois que les contacts 1 et 2 de la partie de commutation 5 se touchent, le ressort de sollicitation 18 maintient la partie formant interrupteur 5 dans l'état représenté sur la figure 6, dans lequel les contacts sont fermés.
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Pendant le fonctionnement du dispositif de commutation des figures 6 et 7, il est souhaitable d'empêcher que la tige de contact mobile 3, la tige d'actionnement 6 et la tige électriquement isolante 12 viennent en contact, par glissement, avec les parties adjacentes du dispositif de commutation, étant donné qu'un tel contact avec glissement peut entraîner des pertes d'énergie sous l'effet du frottement ou de l'usure par abrasion, qui peut réduire la durée de vie du dispositif de commutation.
Etant donné que les tiges 3,6 et 12 sont raccordées rigidement entre elles pour former un seul corps rigide, il est nécessaire que l'axe de la partie de commutation 5 et l'axe du mécanisme d'actionnement 9 soient positionnés de façon précise l'un par rapport à l'autre (habituellement en position alignée) pour empêcher un tel contact avec glissement. Cette nécessité d'un positionnement précis a pour effet que l'assemblage du dispositif de commutation prend du temps et est coûteux. En outre étant donné que la tige de contact mobile 3 de la partie formant interrupteur 5 et la tige d'actionnement 12 du mécanisme d'actionnement 9 sont raccordées rigidement entre elles par l'intermédiaire de la tige d'isolation électrique 12, la partie formant interrupteur 5 et le mécanisme d'actionnement 9 ne peuvent pas être testés et ajustés de façon indépendante mais peuvent seulement être soumis à des tests et à un ajustement après avoir été réunis et positionnés de façon précise l'un par rapport à l'autre, ce qui complique encore plus le processus d'assemblage.
Même si la partie formant interrupteur 5 et le mécanisme d'actionnement 9 sont positionnés correctement l'un par rapport à l'autre au moment de l'assemblage du dispositif de commutation, lors de l'utilisation ils peuvent passer dans une position désalignée, et étant donné que la tige de contact mobile 3, la tige d'actionnement 6 et la tige électriquement isolante 12 sont raccordées
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rigidement entre elles, un défaut d'alignement peut avoir pour effet qu'une ou plusieurs de ces tiges viennent en contact, avec glissement, avec des parties adjacentes du dispositif de commutation, ce qui conduit aux inconvénients décrits précédemment.
Un but de la présente invention est de réaliser un dispositif de commutation qui simplifie l'assemblage de composants des dispositifs de commutation.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de commutation qui présente de faibles pertes d'énergie pendant le fonctionnement et une longue durée de vie.
Selon une forme de la présente invention, il est prévu un dispositif de commutation, qui comporte, une partie formant interrupteur comportant un contact fixe, un contact mobile qui est mobile par rapport au contact fixe entre une position ouverte et une position fermée pour ouvrir et fermer la partie formant interrupteur, et une tige de contact mobile qui s'étend depuis le contact mobile en s'écartant du contact fixe. Le dispositif de commutation comporte en outre un mécanisme d'actionnement, qui déplace le contact mobile entre sa position ouverte et sa position fermée et qui inclut une tige d'actionnement raccordée selon une liaison motrice à la tige de contact mobile, un mécanisme d'entraînement qui translate la tige d'actionnement dans sa direction axiale et un mécanisme de maintien qui maintient le contact mobile dans sa position ouverte ou fermée, la tige d'actionnement pouvant transmettre une force d'entraînement à la tige de contact mobile lorsqu'un axe longitudinal de la tige d'actionnement n'est pas aligné avec un axe longitudinal de la tige de contact mobile.
Dans des formes de réalisation préférées, un ou plusieurs joints pivotants sont utilisés pour permettre à la tige de fonctionnement de transmettre une force
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d'entraînement à la tige de contact mobile sans avoir à être aligné avec la tige de contact mobile.
Dans une forme de réalisation préférée, la tige d'actionnement et la tige de contact mobile sont connectées entre elles au moyen d'une tige électriquement isolante. La tige électriquement isolante peut être raccordée de manière à pouvoir pivoter à au moins l'une des deux tiges comprenant la tige d'actionnement et la tige de contact mobile.
Dans une autre forme de réalisation préférée, un joint pivotant est prévu entre deux parties de la tige d'actionnement.
Le mécanisme de maintien peut être disposé en une pluralité d'emplacements dans le dispositif de commutation.
Par exemple, il peut être prévu entre la partie formant interrupteur et le mécanisme d'entraînement, ou le mécanisme d'entraînement peut être disposé entre la partie formant interrupteur et le mécanisme de maintien.
Un joint pivotant destiné à permettre à la tige d'actionnement de transmettre une force d'entraînement au contact mobile sans avoir à être alignée avec la tige de contact mobile peut se présenter sous plusieurs formes. Par exemple on peut utiliser des axes ou des paliers pour permettre un pivotement.
Le mécanisme de maintien n'est pas limité à une structure particulière. Dans des formes de réalisation préférées, il comprend un ressort de sollicitation non linéaire.
Le mécanisme d'entraînement n'est également pas limité à une structure particulière. Dans des formes de réalisation préférées, le mécanisme d'entraînement comporte une bobine mobile raccordée de façon opérationnelle à la tige d'actionnement, et une bobine fixe disposée en vis-àvis de la bobine mobile. La bobine mobile peut se translater par rapport à la bobine fixe sous l'action de
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forces électromagnétiques de répulsion produites par les bobines.
Le dispositif de commutation peut en outre comporter une partie de guidage servant à guider la tige d'actionnement dans sa direction axiale. Dans une forme de réalisation préférée,'la partie de guidage est solidaire du mécanisme de maintien.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en élévation schématique en coupe transversale partielle d'une première forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention dans un état dans lequel les contacts sont formés ; - la figure 2 représente une vue en élévation schématique en coupe transversale partielle de la forme de réalisation de la figure 1, dans l'état dans lequel les contacts sont ouverts ; - la figure 3 représente une vue axonométrique éclatée de la tige de contact mobile, de la tige électriquement isolante et de la tige d'actionnement de la forme de réalisation de la figure 1 ; - la figure 4 représente une vue en élévation schématique en coupe transversale partielle d'une seconde forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention ; - la figure 5 représente une vue en élévation schématique en coupe transversale partielle d'une troisième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention ; - la figure 6, dont il a déjà été fait mention, représente une vue en élévation schématique en coupe transversale partielle d'un dispositif de commutation connu
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des inventeurs, dans l'état dans lequel les contacts sont fermés ; et - la figure 7, dont il a déjà été fait mention, représente une vue en élévation schématique en coupe transversale partielle du dispositif de commutation de la figure 6 dans un état dans lequel les contacts sont ouverts.
Les figures 1 à 3 représentent une première forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention. Les figures 1 et 2 sont des vues en élévation schématiques en coupe transversale partielle de cette forme de réalisation respectivement dans l'état où les contacts sont fermés et dans l'état où les contacts sont ouverts, tandis que la figure 3 est une vue axonométrique éclatée à plus grande échelle de la partie de cette forme de réalisation incluant une tige électriquement isolante. Comme le dispositif de commutation des figures 6 et 7, cette forme de réalisation inclut une partie formant interrupteur 5 et un mécanisme d'actionnement 9 servant à ouvrir et fermer la partie formant interrupteur 5. La partie formant interrupteur 5 inclut un contact fixe 1 et un contact mobile 2 disposés à l'intérieur d'une chambre 4 dans laquelle le vide est établi. Le contact fixe 1 est fixé à une plaque de support 20, tandis que le contact mobile 2 est situé en vis-à-vis du contact fixe 1 et peut se déplacer en va-et-vient par rapport au contact fixe 1 entre une position fermée (représentée sur la figure 1), dans laquelle il est en contact avec le contact fixe 1, et une position ouverte (représentée sur la figure 2), dans laquelle il est séparé du contact fixe 1. Le contact fixe 1 et le contact mobile 2 sont respectivement connectés électriquement à une première borne 10 et à une seconde borne 11, ce qui a pour effet que la partie formant interrupteur 5 peut être connectée à un circuit électrique. La partie formant interrupteur 5 inclut également une tige de
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contact mobile 3 qui s'étend depuis le contact mobile 2 en s'écartant du contact fixe 1 qui et possède un axe longitudinal 3a.
Comme cela est représenté sur la figure 3, une tige électriquement isolante 12 du mécanisme d'actionnement 9 est connectée de manière à pouvoir pivoter, par son extrémité supérieure, à l'extrémité inférieure de la tige de contact mobile 3 par un premier joint pivotant 21 comprenant un premier axe 21a, et est connectée de manière à pouvoir pivoter, au niveau de son extrémité inférieure, à l'extrémité supérieure de la tige d'actionnement 6 du mécanisme d'actionnement 9 par un second joint pivotant 22 comprenant un second axe 22a perpendiculaire au premier axe 21. Les deux joints pivotants 21 et 22 confèrent à la tige de contact mobile 3 et à la tige de contact fixe 6 deux degrés de liberté en rotation l'une par rapport à l'autre et permettent la transmission uniforme d'une force d'entraînement depuis la tige d'actionnement 6 à la tige de contact mobile 3 essentiellement dans la direction axiale de chaque tige indépendamment du fait que les axes 3a et 6a des tiges respectives 3 et 6 soient alignés entre eux.
Le mécanisme d'actionnement 9 possède un mécanisme d'entraînement 7 qui inclut une bobine mobile 13 qui est fixée à la tige d'actionnement 6, et une bobine fixe 14 d'ouverture des contacts, qui est fixée à une plaque de support 16 située à l'opposé du côté supérieur de la bobine mobile 13, et une bobine fixe 15 de fermeture des contacts, qui est fixée à une plaque de support 17 située en vis-àvis du côté inférieur de la bobine mobile 13. La tige d'actionnement 6 traverse les deux plaques de support 16 et 17, de sorte qu'elle peut se déplacer vers le haut et vers le bas sur la figure de manière à permettre le déplacement en va-et-vient de la bobine mobile 13 entre la bobine fixe 14 d'ouverture des contacts et la bobine fixe 15 de fermeture des contacts.
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Un mécanisme de maintien 8 analogue à celui décrit en référence aux figures 6 et 7, est disposé sur l'extrémité inférieure de la tige d'actionnement 6 pour appliquer une force de sollicitation à la tige d'actionnement 6 de manière à maintenir la partie formant interrupteur 5 dans un état dans lequel les contacts sont ouverts ou dans un état dans lequel les contacts sont fermés, en fonction de la position de la tige d'actionnement 6.
Ci-après on va expliquer l'opération d'ouverture des contacts de la forme de réalisation des figures 1 à 3.
Lorsque le dispositif de commutation est dans l'état représenté sur la figure 1, dans lequel les contacts sont fermés, si une impulsion de courant délivrée par une source d'alimentation non représentée est envoyée à la bobine fixe 14 d'ouverture des contacts et à la bobine mobile 13, un champ magnétique est produit par chaque bobine 14 et 13 et les champs magnétiques produisent des forces électromagnétiques répulsives qui écartent les bobines 14 et 13 l'une de l'autre. Sous l'effet des forces de répulsion électromagnétiques, la bobine mobile 14 est repoussée vers le bas sur la figure, à l'encontre de l'action du ressort de sollicitation 18, la tige d'actionnement 6 et le contact mobile 2 s'abaissent conjointement avec la bobine mobile 13 et le contact mobile 2 s'écarte du contact fixe 1 pour ouvrir la partie formant interrupteur 5. Lorsque la tige d'actionnement 6 descend au-delà d'un point prescrit, la direction dans laquelle le ressort de sollicitation 18 applique une force de sollicitation passe de la direction de fermeture des contacts (vers le haut sur la figure) à la direction d'ouverture des contacts (vers le bas sur la figure), déplacement lors duquel le ressort de sollicitation 18 maintient la partie formant interrupteur 5 dans l'état d'ouverture des contacts représentés sur la figure 2.
Lorsque le dispositif de commutation est dans cet
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état, dans lequel les contacts sont ouverts, si un courant impulsionnel délivré par l'alimentation en énergie est envoyé à la bobine fixe 15 de fermeture des contacts et à la bobine mobile 13, un champ magnétique est produit par chacune des bobines 15 et 13, et les champs magnétiques produisent des forces électromagnétiques répulsives qui écartent les bobines 15 et 13 l'une de l'autre. La bobine mobile 13 est repoussée vers le haut sur la figure, par ces forces électromagnétiques, la tige d'actionnement 6 et le contact mobile 2 sont déplacés vers le haut par la bobine mobile 13 et la partie formant interrupteur 5 est fermée par le contact mobile 2 qui vient en contact avec le contact fixe 1. Lorsque la tige d'actionnement 6 remonte audelà d'un point prescrit, la direction dans laquelle le ressort de sollicitation 18 applique une force de sollicitation, revient de la direction d'ouverture des contacts (vers le bas sur la figure) à la direction de fermeture des contacts (vers le haut sur la figure), opération lors de laquelle le ressort de sollicitation 18 maintient la partie formant interrupteur 5 dans l'état représenté sur la figure 1, dans lequel les contacts sont fermés.
Dans cette forme de réalisation, étant donné que la tige de contact mobile 3 et la tige d'actionnement 6 sont raccordées entre elles de manière à pouvoir pivoter par l'intermédiaire de la tige d'isolation électrique 12, il n'est pas nécessaire d'aligner de façon précise l'axe longitudinal de la partie formant interrupteur 5 (qui coïncide avec l'axe 3a de la tige de contact mobile 3) et l'axe longitudinal du mécanisme d'actionnement 9 (qui coïncide avec l'axe 6a de la tige d'actionnement 6), pour qu'une force d'entraînement soit effectivement transmise entre la tige d'actionnement 6 et la tige de contact mobile 3. Par conséquent l'ensemble du dispositif de commutation est fortement simplifié par rapport à l'ensemble d'un
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dispositif de commutation dans lequel la tige de contact mobile 3 et la tige d'actionnement 6 sont raccordées rigidement entre elles. En outre les liaisons pivotantes entre la tige de contact mobile 3 et la tige d'actionnement 6 permettent à la partie formant interrupteur 5 d'exécuter un certain déplacement latéral sans que ceci n'affecte la position de la tige d'actionnement 6 du mécanisme d'actionnement 9, et le mécanisme d'actionnement 9 peut exécuter un certain déplacement latéral sans que ceci n'affecte la position de la tige de contact mobile 3 de la partie formant interrupteur 5. C'est pourquoi, même si la partie formant interrupteur 5 et le mécanisme d'actionnement 9 s'écartent de leur état initial d'alignement à l'état assemblé, la tige de contact mobile 3, la tige électriquement isolante 19 et la tige d'actionnement 6 ne peuvent pas établir un contact indésirable, avec glissement, avec des parties adjacentes du dispositif de commutation, telles que des plaques de support 16 et 17, pendant l'opération d'ouverture ou de fermeture des contacts du dispositif de commutation, de sorte que des pertes par frottement, une abrasion et des contraintes résiduelles dues à un tel contact avec glissement peuvent être empêchées, ce qui conduit à un accroissement de la durée de vie du dispositif de commutation.
La tige de contact mobile 3 peut être raccordée à la tige d'actionnement 6 par les joints pivotants 21 et 22 après que la partie formant interrupteur 3 et le mécanisme d'actionnement 9 ont été installés et testés séparément.
Ceci simplifie fortement l'assemblage du dispositif de commutation et améliore la commodité et la fiabilité du test des composants du dispositif de commutation.
Sur la figure 3, la tige électriquement isolante 12 est raccordée de manière à pouvoir pivoter à la fois à la tige 3 de l'électrode mobile et à la tige d'actionnement 6, mais permet également de raccorder d'une manière
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pivotante la tige électriquement isolante 12 uniquement à l'une des tiges 3 et 6 et peut être raccordée rigidement à l'autre des deux tiges. Dans des situations, dans lesquelles il n'est pas nécessaire d'isoler électriquement la partie formant interrupteur 5 par rapport au mécanisme d'actionnement 9, la tige électriquement isolante 12 peut être supprimée et la tige de contact mobile 3 et la tige d'actionnement 6 peuvent être directement connectées l'une à l'autre par un joint pivotant.
Si un joint pivotant tel qu'un joint d'axe ou un autre type de joint est prévu dans la tige d'actionnement 6 entre le mécanisme d'entraînement 7 et le mécanisme de maintien 8, l'assemblage et l'ajustement peuvent être exécutés aisément et de façon sûre.
La figure 4 est une vue schématique en coupe transversale partielle d'une seconde forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention.
Dans cette forme de réalisation, un mécanisme de maintien 8 est disposé entre la tige électriquement isolante 12 et le mécanisme d'entraînement 7. La tige d'actionnement 6 comprend une première section 6b raccordée à la tige électriquement isolante 12, et une seconde section 6c raccordée au mécanisme d'entraînement 7. Les première et seconde sections 6b et 6c de la tige d'actionnement 6 sont raccordées entre elles de manière à pouvoir pivoter entre le mécanisme de maintien 8 et le mécanisme d'entraînement 7 au moyen d'un joint pivotant 23 comprenant un axe 31 engrenant par exemple avec les sections 6b et 6c. La tige de contact mobile 3 est fixée à la tige électriquement isolante 12, et la tige électriquement isolante 12 est fixée à la première section 6b de la tige d'actionnement 6.
Une partie de guidage 24, qui guide la tige d'actionnement 6 et empêche une vibration de l'arbre est montée sur la plaque de support 19 du mécanisme de maintien 8. La structure de cette forme de réalisation est par ailleurs
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identique à celle de la forme de réalisation de la figure 1.
Par conséquent, dans cette forme de réalisation, le mécanisme de maintien 8 est disposé entre la partie formant interrupteur 5 et le mécanisme d'entraînement 7, et le joint pivotant 23 est disposé entre le mécanisme de maintien 8 et le mécanisme d'entraînement 7. Avec cette structure, la pression, qui est exercée sur les contacts 1 et 2 de la partie formant interrupteur 5 par le ressort de sollicitation 18 peut être réglée avant le raccordement de la première section 6b et de la seconde section 6c de la tige d'actionnement 6 entre elles au moyen du joint pivotant 23. Par conséquent, le mécanisme de maintien 8 peut être réglé sans être influencé par le mécanisme d'entraînement 7, et la pression de contact appliquée par le mécanisme de maintien 8 peut être ajustée d'une manière plus précise de manière à réduire des pertes d'énergie dues à une pression de contact excessive. En outre, l'assemblage du dispositif est simplifié dans son ensemble. Le joint pivotant 23 fournit également les mêmes avantages que les joints pivotants 21 et 22 de la première forme de réalisation.
La partie de guidage 24, qui guide la tige de fonctionnement 6 est prévue sur le mécanisme de maintien 8 de sorte que des vibrations de l'arbre sont empêchées. En outre, la partie de guidage 24 est située approximativement au milieu des éléments entraînés comprenant la tige de contact mobile 3, la tige électriquement isolante 12 et la tige d'actionnement 6, de sorte qu'une opération de commutation stable peut être exécutée avec le support de ces éléments en un emplacement.
Sur la figure 4, la tige électriquement isolante 12 est représentée comme étant raccordée rigidement à la tige de contact mobile 3 et à la première section 6b de la tige d'actionnement 6, mais, au lieu de cela, peut être
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raccordé de manière à pouvoir pivoter à l'une des deux tiges ou aux deux tiges comprenant la tige de contact mobile 3 et la première section 6b de la tige d'actionnement 6.
La figure 5 est une vue en élévation schématique en coupe transversale partielle d'une troisième forme de réalisation d'un dispositif de commutation selon la présente invention, dans lequel le mécanisme de maintien 8 est raccordé à la tige de contact mobile 3. Dans cette forme de réalisation, une partie de guidage est formée d'un seul tenant avec la plaque de support 19 pour le ressort de sollicitation 18, ce qui permet de réduire le nombre de composants dans le dispositif de commutation. La tige électriquement isolante 12 est représentée comme étant raccordée rigidement à la tige de contact mobile 3 et comme étant raccordée de manière à pouvoir pivoter à la tige d'actionnement 6 par un joint d'axe 23, mais une liaison pivotante peut être prévue en un ou plusieurs emplacements, comme cela est décrit en référence aux autres formes de réalisation. La structure de cette forme de réalisation est par ailleurs identique à celle de la forme de réalisation précédente et agit de la même manière que cette forme de réalisation.
Dans chacune des formes de réalisation décrites précédemment, un joint pivotant entre deux éléments utilise un axe pour établir une liaison pivotante, mais on peut également utiliser d'autres types de joints pivotants, comme par exemple des joints pivotants utilisant des paliers.
Un mécanisme d'entraînement destiné à être utilisé dans un dispositif de commutation selon la présente invention n'est pas limité à un mécanisme utilisant l'interaction entre une bobine mobile et une ou plusieurs bobines fixes, et d'autres types de mécanismes d'entraînement peuvent être utilisés. Par exemple, la bobine mobile
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13 des formes de réalisation décrites précédemment peut être remplacée par une plaque électriquement conductrice qui produit une force électromagnétique répulsive sous l'effet de courants de Foucault qui sont induits dans la plaque par un courant circulant dans l'une des bobines fixes.
Comme cela ressort à l'évidence de la description précédente, la présente invention peut présenter les avantages tels qu'indiqués ci-après : (1) Les axes longitudinaux de la partie formant interrupteur et du mécanisme d'actionnement du dispositif de commutation ne requièrent pas d'être alignés de façon précise l'un sur l'autre, de sorte que l'ensemble du dispositif de commutation est fortement simplifié.
(2) La partie formant interrupteur et le mécanisme d'actionnement du dispositif de commutation peuvent s'écarter de leurs états initiaux d'alignement à l'état assemblé sans qu'il en résulte un contact indésirable avec glissement de la tige de contact mobile, de la tige électriquement isolante ou de la tige d'actionnement avec d'autres éléments. Il en résulte que des réductions du rendement dues des pertes par frottement, des réductions de la durée de vie dues à une usure par abrasion et la production de contraintes dans ces éléments peuvent être empêchées.
(3) La partie formant interrupteur et le mécanisme d'actionnement peuvent être testés et ajustés séparément avant d'être réunis entre eux, de sorte que les tests et l'ajustement de ces éléments sont simplifiés.
(4) Le mécanisme de maintien peut être installé dans une variété d'emplacements, ce qui permet une souplesse de conception.
(5) Le mécanisme de maintien peut être installé en un emplacement tel que la pression exercée par le mécanisme de maintien sur les contacts de la partie formant
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interrupteur peut être réglée avant que la partie formant interrupteur soit raccordée à la partie d'entraînement du mécanisme d'actionnement. Ceci permet de régler de façon précise la position de contact.
(6) La partie de guidage permet de réduire des pertes d'énergie et un fonctionnement incorrect du dispositif de commutation sous l'effet de vibrations de l'arbre.
(7) Le nombre de composants du dispositif de commutation peut être réduit sous l'effet de la combinaison de la partie de guidage pour la tige de fonctionnement avec le mécanisme de maintien.
(8) L'utilisation du mécanisme d'entraînement utilisant une bobine mobile et une bobine fixe pour produire une force d'entraînement permet une vitesse de réponse rapide et une opération de commutation fiable.
Claims (13)
- REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation, caractérisé en ce qu'il comporte : une partie formant interrupteur (5) comportant un contact fixe (1), un contact mobile (2) qui est mobile par rapport au contact entre en une position ouverte et une position fermée pour ouvrir et fermer la partie formant interrupteur, et une tige de contact mobile (3) qui s'étend depuis le contact mobile en s'écartant du contact fixe, et un mécanisme d'actionnement (9), qui déplace le contact mobile entre sa position ouverte et sa position fermée et qui inclut une tige d'actionnement (6) raccordée selon une liaison motrice à la tige de contact mobile, un mécanisme d'entraînement (7) qui translate la tige d'actionnement dans sa direction axiale et un mécanisme de maintien (8) qui maintient le contact mobile dans sa position ouverte ou fermée, la tige d'actionnement pouvant transmettre une force d'entraînement à la tige de contact mobile lorsqu'un axe longitudinal de la tige d'actionnement n'est pas aligné avec un axe longitudinal de la tige de contact mobile.
- 2. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement (9) inclut une tige électriquement isolante (12) disposée entre la tige d'actionnement (6) et la tige de contact mobile (3) et isolant électriquement le mécanisme d'entraînement depuis la partie formant interrupteur (5), la tige électriquement isolante étant raccordée de manière à pouvoir pivoter à au moins l'une des deux tiges comprenant la tige d'actionnement (6) la tige de contact mobile (3).
- 3. Dispositif de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige électriquement isolante (12) est raccordée de manière à pouvoir pivoter à la tige de contact mobile (3).
- 4. Dispositif de commutation selon la revendica-<Desc/Clms Page number 20>tion 2, caractérisé en ce que la tige électriquement isolante (12) est raccordée de manière à pouvoir pivoter à la tige d'actionnement (6).
- 5. Dispositif de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme de maintien (8) est disposé entre la tige électriquement isolante (12) et le mécanisme d'entraînement (7).
- 6. Dispositif de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un joint pivotant (22) disposé entre la tige électriquement isolante (12) et le mécanisme d'entraînement (7).
- 7. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un joint pivotant (23) situé entre le mécanisme d'entraînement (7) et le mécanisme de maintien (8).
- 8. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de maintien (8) est situé entre la partie formant interrupteur (5) et le mécanisme d'entraînement (7).
- 9. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'un d'un joint d'axe pivotant (21) et d'un joint de palier pivotant permettant à la tige d'actionnement (6) de transmettre une force d'entraînement à la tige de contact mobile (3) lorsqu'un axe longitudinal de la tige d'actionnement n'est pas aligné avec l'axe longitudinal de la tige de contact mobile.
- 10. Dispositif de commutation selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de maintien (8) comprend un ressort non linéaire.
- 11. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement (7) inclut une tige mobile raccordée selon une liaison d'entraînement à la tige d'actionnement et une bobine fixe disposée en vis-à-vis de la bobine mobile.<Desc/Clms Page number 21>
- 12. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une partie de guidage (24) qui guide la tige d'actionnement (6) et qui est disposée entre le mécanisme de maintien (8) et le mécanisme d'entraînement (7).
- 13. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une partie de guidage (24) qui guide la tige d'actionnement (6) et qui est solidaire du mécanisme de maintien.
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