FR2865313A1 - Bistable operating device for circuit breaker, has core mounted movably on movable shaft and comprising axial blind housing extending on part of length of core, where one end of shaft engages in housing - Google Patents
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Abstract
Description
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTIONTECHNICAL FIELD TO WHICH THE INVENTION REFERS
La présente invention concerne un dispositif de manoeuvre bistable, en translation, d'un arbre mobile entre une première et une deuxième positions stables. The present invention relates to a bistable maneuvering device, in translation, of a movable shaft between a first and a second stable positions.
Elle concerne plus particulièrement un dispositif comprenant un noyau en matériau magnétique monté mobile sur l'arbre et des moyens de déplacement en translation dudit noyau qui comprennent une bobine qui entoure ledit noyau et qui est destinée à être alimentée en impulsions de courant électrique pour générer un champ magnétique engendrant l'effort de traction dudit noyau. It relates more particularly to a device comprising a magnetic material core mounted to move on the shaft and translational displacement means of said core which comprise a coil which surrounds said core and which is intended to be supplied with pulses of electric current to generate a magnetic field generating the tensile force of said core.
L'invention concerne également un coupe-circuit de batterie d'accumulateurs d'une installation électrique à embarquer sur un véhicule comprenant un tel dispositif de manoeuvre. The invention also relates to an accumulator battery circuit breaker of an electrical installation to embark on a vehicle comprising such an operating device.
D'autres applications avantageuses de l'invention sont notamment la réalisation de dispositifs de manoeuvre d'électrovannes ou de dispositifs de commande électromécanique, électro-hydraulique ou en encore électropneumatique. Other advantageous applications of the invention include the production of actuators for solenoid valves or electromechanical, electro-hydraulic or electropneumatic control devices.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUEBACKGROUND
Actuellement on connaît déjà du document WO 02/065497 un dispositif de manoeuvre bistable tel que précité dans lequel le noyau présente une forme cylindrique de révolution et est percé d'un alésage axial traversant dans lequel est engagé l'arbre de sorte que celui-ci traverse ledit noyau. WO 02/065497 discloses already a bistable actuating device as mentioned above in which the core has a cylindrical shape of revolution and is pierced with a through axial bore in which the shaft is engaged so that the latter crosses said core.
En outre selon ce document, il est prévu sur l'arbre un clip formant butée contre laquelle le noyau prend appui pour entraîner l'arbre en translation. OBJET DE L'INVENTION Par rapport à l'état de la technique précité, la présente invention propose un nouveau dispositif de manoeuvre bistable d'un arbre mobile en translation, qui est simplifié et qui permet d'obtenir un ensemble compact, avec une faible inertie, un temps de réponse très court, un nombre réduit de pièces, notamment de pièces en mouvement, tout en augmentant la fiabilité du dispositif de manoeuvre, et en diminuant la consommation d'énergie nécessaire au déplacement de l'arbre. In addition according to this document, there is provided on the shaft a clip forming a stop against which the core bears to drive the shaft in translation. OBJECT OF THE INVENTION Compared to the prior art, the present invention proposes a new bistable maneuvering device of a mobile shaft in translation, which is simplified and which makes it possible to obtain a compact assembly, with a low inertia, a very short response time, a small number of parts, including moving parts, while increasing the reliability of the operating device, and reducing the energy consumption necessary for the displacement of the shaft.
Plus particulièrement, la présente invention propose un dispositif de manoeuvre tel que défini en introduction dans lequel le noyau comporte un logement axial borgne qui s'étend sur une partie de la longueur dudit noyau et dans lequel est destinée à s'engager une extrémité de l'arbre. More particularly, the present invention provides an operating device as defined in the introduction wherein the core comprises a blind axial housing which extends over a portion of the length of said core and in which is intended to engage an end of the 'tree.
Ainsi, avantageusement, dans le dispositif selon l'invention, la masse magnétique du noyau étant plus importante, le champ magnétique engendré par le passage du courant dans la bobine est plus fort et l'effort de traction du noyau est plus important ce qui améliore le fonctionnement dudit dispositif pour une consommation d'énergie réduite. Thus, advantageously, in the device according to the invention, the magnetic mass of the core being larger, the magnetic field generated by the passage of the current in the coil is stronger and the tensile force of the core is larger which improves the operation of said device for reduced power consumption.
En outre, le fait que ledit logement axial ne s'étend que sur une partie de la longueur du noyau réduit la longueur de guidage entre l'arbre et le noyau ce qui permet de diminuer les phénomènes de frottement entre les deux pièces et les risques de blocage mécanique en améliorant le rendement du dispositif. In addition, the fact that said axial housing extends only over a portion of the length of the core reduces the guide length between the shaft and the core, which makes it possible to reduce the phenomena of friction between the two parts and the risks. mechanical blocking by improving the efficiency of the device.
Selon une caractéristique avantageuse du dispositif de manoeuvre conforme à l'invention ledit logement axial borgne s'étend sur une longueur inférieure ou égale à la moitié de la longueur du noyau. According to an advantageous characteristic of the operating device according to the invention said blind axial housing extends over a length less than or equal to half the length of the core.
Selon une autre caractéristique avantageuse du dispositif de manoeuvre conforme à l'invention, ledit logement axial du noyau comporte à son embouchure un élargissement destiné à accueillir une rondelle anti-usure apte à prendre appui sur une butée solidaire de l'arbre pour l'entraîner en translation. Cette rondelle anti-usure est réalisée en un matériau métallique moins dur que le noyau. According to another advantageous characteristic of the operating device according to the invention, said axial housing of the core comprises at its mouth an enlargement intended to accommodate an anti-wear washer adapted to bear on an abutment integral with the shaft to drive it. in translation. This anti-wear washer is made of a less hard metal material than the core.
Ainsi, lors du fonctionnement du dispositif de manoeuvre, la butée est protégée car c'est la rondelle anti-usure qui frotte sur celle-ci et non pas le noyau lui-même qui est très dur. Thus, during operation of the operating device, the stop is protected because it is the anti-wear washer which rubs on it and not the core itself which is very hard.
Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif de manoeuvre conforme à l'invention, le noyau comporte deux fûts de diamètres différents, à savoir, un premier fût de grand diamètre apte à prendre appui sur une butée solidaire de l'arbre pour entraîner ce dernier en translation, et un deuxième fût de petit diamètre comprenant des moyens de positionnement de l'arbre dans une de ses positions stables, et ledit logement axial du noyau s'étend sur une partie de la longueur dudit premier fût. According to a preferred embodiment of the operating device according to the invention, the core comprises two drums of different diameters, namely, a first large diameter drum adapted to bear on an abutment integral with the shaft to drive the latter. in translation, and a second small-diameter drum comprising means for positioning the shaft in one of its stable positions, and said axial housing of the core extends over a portion of the length of said first barrel.
Selon ce mode de réalisation préférentiel, le noyau comporte un décrochement formé à la jonction entre le premier et le deuxième fûts, apte à prendre appui contre une partie fixe dudit dispositif de manoeuvre pour positionner l'arbre dans la première de ses positions stables. According to this preferred embodiment, the core comprises a recess formed at the junction between the first and second barrels, able to bear against a fixed portion of said operating device for positioning the shaft in the first of its stable positions.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses du dispositif de manoeuvre bistable conforme à l'invention: il comprend des moyens de guidage en rotation du noyau autour de l'arbre; les moyens de guidage en rotation comprennent une piste ménagée en creux dans le noyau et au moins un pion solidaire d'une partie fixe dudit dispositif de manoeuvre et destiné à coopérer avec ladite piste; le noyau comporte à une extrémité située du côté de ladite piste une encoche et ladite partie fixe portant ledit pion comporte un détrompeur, ladite encoche et ledit détrompeur étant adaptés à indexer les positions respectives du noyau et de ladite partie fixe dans une machine de montage dudit noyau dans ladite partie fixe portant ledit pion, pour éviter lors du montage un écrasement du pion contre le noyau; ladite piste comprend trois modules identiques juxtaposés couvrant chacun un secteur angulaire de 120 et il est prévu trois pions disposés à 120 sur ladite partie fixe; la piste comprend, par module, une position stable et deux positions intermédiaires de réception du pion correspondant disposées de part et d'autre de la position stable, ainsi que des rampes de passage d'une position à la position suivante; la piste et chaque pion forment des moyens de positionnement de l'arbre dans la deuxième position stable; il comprend un ressort de rappel interposé entre ledit noyau et une autre partie fixe dudit dispositif de manoeuvre; il comprend une carcasse renfermant la bobine et dont est solidaire chaque partie fixe dudit dispositif de manoeuvre; le noyau est monobloc. According to other advantageous features of the bistable actuating device according to the invention: it comprises means for guiding the core around the shaft in rotation; the rotation guide means comprise a track formed in the hollow in the core and at least one pin secured to a fixed portion of said operating device and intended to cooperate with said track; the core comprises at one end located on the side of said track a notch and said fixed part carrying said pin comprises a polarizer, said notch and said polarizer being adapted to index the respective positions of the core and said fixed part in a mounting machine of said core in said fixed part carrying said pin, to avoid during assembly a crushing of the pin against the core; said track comprises three identical modules juxtaposed each covering an angular sector of 120 and there are provided three pins disposed at 120 on said fixed part; the track comprises, per module, a stable position and two intermediate receiving positions of the corresponding pin disposed on either side of the stable position, as well as ramps from one position to the next position; the track and each pin form means for positioning the shaft in the second stable position; it comprises a return spring interposed between said core and another fixed part of said operating device; it comprises a carcass enclosing the coil and which is fixed to each fixed part of said operating device; the nucleus is monobloc.
Par ailleurs l'invention propose un coupe-circuit de batterie d'accumulateurs d'une installation électrique embarquée sur un véhicule, qui comprend un dispositif de manoeuvre bistable tel que précité. In addition, the invention proposes a storage battery circuit breaker for an on-vehicle electrical installation, which comprises a bistable actuating device as mentioned above.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION DETAILED DESCRIPTION OF AN EXEMPLARY EMBODIMENT
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The following description with reference to the accompanying drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be achieved.
Sur les dessins annexés: la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un dispositif de manoeuvre bistable selon l'invention; les figures 2A à 2C sont des vues schématiques en coupe longitudinale du dispositif de manoeuvre bistable selon l'invention dans trois positions différentes de l'arbre, à savoir ses première et deuxième positions stables ainsi qu'une position intermédiaire; la figure 3A est une vue schématique en perspective d'un coupe-circuit selon l'invention avec un arraché partiel au niveau de la carcasse et de la bobine d'alimentation du dispositif de manoeuvre; les figures 3B et 3C sont des vues de détail du noyau du dispositif de manoeuvre représenté sur la figure 3A positionné dans deux positions de l'arbre, à savoir une position intermédiaire et la deuxième position stable; et la figure 4 est une vue schématique d'un module de la piste de guidage portée par le noyau du dispositif de manoeuvre bistable selon l'invention. In the accompanying drawings: FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a bistable maneuvering device according to the invention; Figures 2A to 2C are schematic longitudinal sectional views of the bistable actuator device according to the invention in three different positions of the shaft, namely its first and second stable positions and an intermediate position; Figure 3A is a schematic perspective view of a circuit breaker according to the invention with a partial tear at the carcass and the supply coil of the operating device; Figures 3B and 3C are detail views of the core of the actuator shown in Figure 3A positioned in two positions of the shaft, namely an intermediate position and the second stable position; and Figure 4 is a schematic view of a module of the guide track carried by the core of the bistable actuator according to the invention.
Sur la figure 3A on a représenté un coupe-circuit 1 de batterie d'accumulateurs d'une installation à embarquer sur un véhicule. In Figure 3A there is shown a circuit breaker 1 of a storage battery of an installation to embark on a vehicle.
Ce coupe-circuit 1 comprend un boîtier 1A dans lequel sont disposés deux contacts fixes 3 et un contact mobile 2, sous la forme d'une barrette, destiné à venir au contact des contacts fixes 3. This circuit breaker 1 comprises a housing 1A in which are disposed two fixed contacts 3 and a movable contact 2, in the form of a bar, intended to come into contact with the fixed contacts 3.
Chaque contact fixe 3 est raccordé par le biais d'une tige métallique 9 à une borne 4 d'amenée de courant électrique. Un des contacts fixes 3 est raccordé à la borne de pôle négative tandis que l'autre contact fixe 3 est raccordé à la borne de pôle positive identifiée par une bague 4' de couleur. Each fixed contact 3 is connected via a metal rod 9 to a terminal 4 for supplying electric current. One of the fixed contacts 3 is connected to the negative pole terminal while the other fixed contact 3 is connected to the positive pole terminal identified by a ring 4 'of color.
Le contact mobile 2 est apte à être déplacé en translation entre deux positions, à savoir une première position dans laquelle le contact mobile 2 est en appui contre les contacts fixes 3 et une deuxième position dans laquelle il est placé à distance des contacts fixes 3. The movable contact 2 is able to be displaced in translation between two positions, namely a first position in which the movable contact 2 bears against the fixed contacts 3 and a second position in which it is placed at a distance from the fixed contacts 3.
Ce contact mobile 2 est solidarisé par l'intermédiaire d'un écrou 7 à l'extrémité d'un arbre 20 mobile en translation entre une première et une deuxième positions stables correspondant aux première et deuxième positions du contact mobile 2 explicitées ci-dessus. This movable contact 2 is secured by means of a nut 7 at the end of a shaft 20 movable in translation between a first and a second stable position corresponding to the first and second positions of the movable contact 2 explained above.
L'arbre 20 est réalisé de préférence en matériau amagnétique. The shaft 20 is preferably made of non-magnetic material.
Le boîtier 1A du coupe-circuit 1 contient également, et c'est l'objet principal de la présente invention, un dispositif de manoeuvre bistable 100 de l'arbre 20. The casing 1A of the circuit breaker 1 also contains, and this is the main object of the present invention, a bistable actuating device 100 of the shaft 20.
Ce dispositif de manoeuvre bistable 100 est apte à déplacer en translation l'arbre 20 entre ses première et deuxième positions stables. This bistable maneuvering device 100 is able to translate the shaft 20 in translation between its first and second stable positions.
Comme le montrent plus particulièrement les figures 1, 2A, 2B et 2C, ce dispositif de manoeuvre bistable 100 comporte une carcasse 10 de forme cylindrique de révolution et définissant intérieurement un logement 11 fermé à l'avant par un flasque avant 90 et à l'arrière par un flasque arrière 40. As shown more particularly in FIGS. 1, 2A, 2B and 2C, this bistable actuating device 100 comprises a carcass 10 of cylindrical shape of revolution and defining inside a housing 11 closed at the front by a flange before 90 and at the rear by a rear flange 40.
Comme le montre plus particulièrement la figure 1, le flasque avant 90 est un disque traversé en son centre par un alésage qui débouche, du côté de sa face intérieure tournée vers la carcasse 10, sur un palier cylindrique 91. As shown more particularly in FIG. 1, the front flange 90 is a disc traversed at its center by a bore which opens, on the side of its inner face facing the carcass 10, on a cylindrical bearing 91.
Le flasque avant 90 comporte de part et d'autre du palier cylindrique 91 des trous 92 dans lesquels s'engagent des organes de fixation 82, ici des vis, d'une bobine 80. The front flange 90 has on both sides of the cylindrical bearing 91 holes 92 in which fasteners 82, here screws, engage a coil 80.
L'arbre 20 traverse l'alésage du flasque avant 90 et le palier cylindrique 91 pour s'engager dans le logement 11 intérieur de la carcasse 10. The shaft 20 passes through the bore of the front flange 90 and the cylindrical bearing 91 to engage in the inner housing 11 of the carcass 10.
L'arbre 20 porte à son extrémité 20A située à l'intérieur de la carcasse 10, du côté du flasque arrière 40, un noyau 30 mobile. The shaft 20 carries at its end 20A located inside the carcass 10, the side of the rear flange 40, a movable core 30.
Ce noyau 30, ici monobloc et réalisé en matériau magnétique, comporte deux fûts 31,32 de diamètres différents, à savoir, un premier fût 31 de grand diamètre et un deuxième fût 32 de petit diamètre. Le premier et le deuxième fûts 31,32 du noyau 30 présentent une forme cylindrique de révolution. À la jonction entre le premier et le deuxième fût 31,32, il est formé un décrochement 33. This core 30, here monobloc and made of magnetic material, comprises two barrels 31,32 of different diameters, namely, a first barrel 31 of large diameter and a second barrel 32 of small diameter. The first and second barrels 31, 32 of the core 30 have a cylindrical shape of revolution. At the junction between the first and second barrel 31,32, a recess 33 is formed.
Avantageusement, selon l'invention, comme le montre en particulier la figure 2A, le noyau 30 comporte un logement axial 30A borgne qui s'étend sur une partie de la longueur dudit noyau 30 et dans lequel est destinée à s'engager l'extrémité 20A de l'arbre 20. Ce logement axial 30A borgne s'étend sur une longueur inférieure ou égale à la moitié de la longueur du noyau 30 et, en particulier, il s'étend sur une partie de la longueur dudit premier fût 31 de grand diamètre du noyau. Advantageously, according to the invention, as shown in particular in FIG. 2A, the core 30 comprises a blind axial housing 30A which extends over a portion of the length of said core 30 and in which is intended to engage the end 20A of the shaft 20. This blind axial housing 30A extends over a length less than or equal to half the length of the core 30 and, in particular, it extends over a portion of the length of said first barrel 31 of large diameter of the core.
On notera que l'extrémité 20A de l'arbre 20 n'est pas liée au noyau 30 dans ledit logement axial 30A et que ledit noyau peut coulisser librement sur l'arbre 20. It will be noted that the end 20A of the shaft 20 is not connected to the core 30 in said axial housing 30A and that said core can slide freely on the shaft 20.
6 2865313 Le flasque arrière 40 présente également la forme d'un disque percé en son centre d'un alésage 43 qui débouche, du côté de sa face intérieure tournée vers la carcasse 10, sur un palier 41 dont le diamètre intérieur correspond au jeu près au diamètre extérieur du deuxième fût 32 de petit diamètre du noyau 30. Le deuxième fût 32 de petit diamètre du noyau 30 est engagé dans le palier 41 porté par le flasque arrière 40. À l'extrémité libre du palier 41, il est prévu un joint annulaire 50. The rear flange 40 also has the shape of a disk pierced at its center with a bore 43 which opens, on the side of its inner face facing the carcass 10, on a bearing 41 whose inner diameter corresponds to the clearance to the outside diameter of the second small diameter barrel 32 of the core 30. The second small diameter barrel 32 of the core 30 is engaged in the bearing 41 carried by the rear flange 40. At the free end of the bearing 41, there is provided a annular seal 50.
Les flasques avant et arrière 90,40 sont fixés à la carcasse 10 par sertissage par exemple et sont donc des parties fixes du dispositif de manoeuvre The front and rear flanges 90, 40 are fixed to the carcass 10 by crimping, for example, and are therefore fixed parts of the maneuvering device.
bistable 100.bistable 100.
Du côté du flasque avant 90, à l'intérieur de la carcasse 10, l'arbre 20 porte un ressort de rappel 70 enfilé sur l'arbre 20 et engagé au moins partiellement dans le palier 91 du flasque avant 90. Le ressort de rappel 70 est maintenu sur l'arbre 20 entre deux butées 71,72 portées par des cylindres enfilés sur l'arbre, un des cylindres portant la butée avant 71 étant engagé dans l'alésage du flasque avant 90 et venant en butée contre le fond dudit palier 91. On the side of the front flange 90, inside the carcass 10, the shaft 20 carries a return spring 70 threaded onto the shaft 20 and engaged at least partially in the bearing 91 of the front flange 90. The return spring 70 is held on the shaft 20 between two stops 71,72 carried by cylinders threaded onto the shaft, one of the cylinders bearing the front stop 71 being engaged in the bore of the front flange 90 and abutting against the bottom of said bearing 91.
Du côté de la butée arrière 72, il est prévu un clip 60 formant butée engagé dans une rainure annulaire de l'arbre 20 pour être solidarisé à ce dernier. On the side of the rear stop 72, there is provided a clip 60 forming a stop engaged in an annular groove of the shaft 20 to be secured to the latter.
Comme le montrent les figures 2A à 2C, le premier fût 31 de grand diamètre du noyau 30 prend appui sur le clip 60 formant butée. Pour ce faire, ledit logement axial 30A du noyau 30, comporte à son embouchure, prévue à l'extrémité correspondante du premier fût 31 du noyau 30, un élargissement 30B destiné à accueillir une rondelle anti-usure 60A apte à prendre appui sur le clip 60 solidaire de l'arbre 20. Cette rondelle anti- usure 60A est réalisée en un matériau métallique moins dur que le noyau 30. Ainsi, lors du fonctionnement du dispositif de manoeuvre 100, le clip 60 est protégé car c'est la rondelle anti-usure 60A qui frotte sur le clip 60 et non pas le noyau 30 lui-même qui est très dur. As shown in Figures 2A to 2C, the first large diameter drum 31 of the core 30 bears on the clip 60 forming a stop. To do this, said axial housing 30A of the core 30, has at its mouth, provided at the corresponding end of the first shaft 31 of the core 30, an enlargement 30B for receiving a wear washer 60A adapted to bear on the clip 60 is integral with the shaft 20. The anti-wear washer 60A is made of a less hard metal material than the core 30. Thus, during operation of the operating device 100, the clip 60 is protected because it is the washer anti 60A-wear that rubs on the clip 60 and not the 30 core itself which is very hard.
Le ressort de rappel 70 est un ressort qui travaille en compression et, comme cela sera décrit ultérieurement, il est capable de ramener l'arbre 20 depuis sa deuxième position stable vers sa première position stable. The return spring 70 is a spring which works in compression and, as will be described later, it is able to bring the shaft 20 from its second stable position to its first stable position.
Le travail du ressort de rappel 70 est aidé par un autre ressort de rappel 5 monté sur l'extrémité de l'arbre 20 qui dépasse du dispositif de manoeuvre bistable 100. Cet autre ressort de rappel 5 plus important est comprimé entre l'écrou 7 qui maintient le contact mobile 2 et une rondelle 8 fixée sur l'arbre 20 au moyen d'un clip 6 engagé dans une autre rainure annulaire de l'arbre 20. The work of the return spring 70 is assisted by another return spring 5 mounted on the end of the shaft 20 which protrudes from the bistable actuator 100. This other larger return spring 5 is compressed between the nut 7 which holds the movable contact 2 and a washer 8 fixed on the shaft 20 by means of a clip 6 engaged in another annular groove of the shaft 20.
En outre, il est prévu dans le dispositif de manoeuvre bistable 100 des moyens de déplacement en translation du noyau 30 depuis le flasque arrière 40 vers le flasque avant 90. In addition, there is provided in the bistable actuator 100 translational displacement means of the core 30 from the rear flange 40 to the front flange 90.
Ici, ces moyens de déplacement en translation du noyau 30 comprennent une bobine 80 positionnée dans le logement 11 intérieur de la carcasse 10 de sorte que son corps 80A entoure le noyau 30. Comme le montrent les figures, le corps 80A cylindrique de révolution de la bobine comporte un alésage intérieur 83 dont le diamètre est égal au jeu près au diamètre externe du premier fût 31 de grand diamètre du noyau 30. Le corps 80A de la bobine 80 porte extérieurement un enroulement de fils conducteurs 80B pour former la bobine 80. II porte en outre à ses deux extrémités des flasques 81,84 venant se positionner contre les faces internes des flasques arrière 40 et avant 90 fermant la carcasse 10. Here, these translational displacement means of the core 30 comprise a coil 80 positioned in the housing 11 inside the carcass 10 so that its body 80A surrounds the core 30. As shown in the figures, the cylindrical body 80A of revolution of the coil has an inner bore 83 whose diameter is equal to the clearance to the outer diameter of the first drum 31 of large diameter of the core 30. The body 80A of the coil 80 externally carries a coil of conductive son 80B to form the coil 80. II further door at its two ends 81,84 flanges being positioned against the inner faces of the rear flanges 40 and before 90 closing the carcass 10.
La bobine 80 est destinée à être alimentée en impulsions de courant électrique pour générer un champ magnétique engendrant l'effort de traction dudit noyau 30 depuis le flasque arrière 40 vers le flasque avant 90. The coil 80 is intended to be supplied with pulses of electric current to generate a magnetic field generating the tensile force of said core 30 from the rear flange 40 to the front flange 90.
À ce sujet, il est intéressant de noter qu'ici la masse magnétique du noyau 30 est plus importante que si ledit noyau était traversé par l'arbre comme le prévoit l'état de la technique, ainsi le champ magnétique engendré par le passage du courant dans la bobine 80 est plus fort et l'effort de traction du noyau est donc plus important ce qui améliore le fonctionnement du dispositif de manoeuvre bistable 100. In this regard, it is interesting to note that here the magnetic mass of the core 30 is greater than if said core was traversed by the shaft as provided by the state of the art, thus the magnetic field generated by the passage of the current in the coil 80 is stronger and the tensile force of the core is greater, which improves the operation of the bistable actuator 100.
En outre, le fait que ledit logement axial 30A ne s'étend que sur une partie de la longueur du noyau 30 réduit la longueur de guidage entre l'arbre 20 et le noyau 30 ce qui permet de diminuer les phénomènes de frottement entre les deux pièces et les risques de blocage mécanique en améliorant le rendement du dispositif. In addition, the fact that said axial housing 30A extends only over a portion of the length of the core 30 reduces the guide length between the shaft 20 and the core 30 which reduces the friction phenomena between the two parts and the risks of mechanical blockage by improving the efficiency of the device.
Par ailleurs, comme le montrent les figures 1, 2A à 2C et 3A à 3C, le deuxième fût 32 de petit diamètre du noyau 30 comporte des moyens de positionnement 34 de l'arbre 20 dans une de ses positions stables. Ici, ces moyens de positionnement 34 portés par le deuxième fût 32 du noyau sont aptes à positionner l'arbre 20 dans la deuxième position stable qui est une position en retrait du flasque arrière 40, matérialisée sur les figures 2C et 3C. Cette deuxième position stable correspond à la mise en contact du contact mobile 2 avec les contacts fixes 3. Furthermore, as shown in Figures 1, 2A to 2C and 3A to 3C, the second small diameter barrel 32 of the core 30 comprises positioning means 34 of the shaft 20 in one of its stable positions. Here, these positioning means 34 carried by the second shaft 32 of the core are adapted to position the shaft 20 in the second stable position which is a recessed position of the rear flange 40, shown in Figures 2C and 3C. This second stable position corresponds to the contacting of the movable contact 2 with the fixed contacts 3.
Ces moyens de positionnement comprennent une piste 34 ménagée en creux sur le deuxième fût 32 de petit diamètre du noyau 30 et au moins un pion 42 solidaire du palier 41 et destiné à coopérer avec la piste 34. These positioning means comprise a track 34 formed in recess on the second small diameter shaft 32 of the core 30 and at least one pin 42 integral with the bearing 41 and intended to cooperate with the track 34.
Cette piste 34 associée au pion 42 forme également des moyens de guidage en rotation du noyau 30 autour de l'arbre 20. This track 34 associated with the pin 42 also forms means for rotating the core 30 around the shaft 20.
Ici la piste 34 comprend trois modules identiques, dont un module est représenté en détail sur la figure 4, juxtaposés et couvrant chacun un secteur angulaire de 120 . Il est prévu également sur le palier 41 trois pions 42 disposés à 120 l'un de l'autre qui coopèrent chacun avec un module de la piste 34. Here the track 34 comprises three identical modules, a module of which is shown in detail in FIG. 4, juxtaposed and each covering an angular sector of 120. It is also provided on the bearing 41 three pins 42 arranged at 120 from each other which each cooperate with a module of the track 34.
Comme le montre plus particulièrement la figure 1, chaque pion 42 est engagé dans un trou traversant la paroi cylindrique du palier 41 de telle sorte qu'il forme une saillie à l'intérieur du palier 41 pour coopérer avec la piste 34 du deuxième fût 32 du noyau 30 engagé dans ledit palier 41. As shown more particularly in Figure 1, each pin 42 is engaged in a hole through the cylindrical wall of the bearing 41 so that it forms a projection inside the bearing 41 to cooperate with the track 34 of the second shaft 32 core 30 engaged in said bearing 41.
Avantageusement, comme le montre plus particulièrement la figure 3A, le noyau 30 comporte à son extrémité située du côté de ladite piste 34 une encoche 35 et le flasque arrière 40 solidaire du palier 41 portant chaque pion 42 comporte sur sa face extérieure un détrompeur 44 (ici un trou), ladite encoche 35 et ledit détrompeur 44 étant adaptés à indexer les positions respectives du noyau 30 et du flasque arrière 40 solidaire du palier 41 dans une machine de montage dudit noyau 30 dans le palier 41 portant chaque pion 42, pour éviter lors du montage un écrasement de chaque pion 42 contre le noyau 30. Advantageously, as shown more particularly in Figure 3A, the core 30 has at its end located on the side of said track 34 a notch 35 and the rear flange 40 secured to the bearing 41 carrying each pin 42 has on its outer face a polarizer 44 ( here a hole), said notch 35 and said polarizer 44 being adapted to index the respective positions of the core 30 and the rear flange 40 integral with the bearing 41 in a machine for mounting said core 30 in the bearing 41 carrying each pin 42, to avoid when mounting a crush of each pin 42 against the core 30.
Ainsi, grâce à l'indexation des positions du noyau 30 et du flasque arrière 40 dans la machine de montage, on est sûr qu'au montage du noyau 30 dans le palier 41 solidaire du flasque arrière 40, chaque pion 42 vient se positionner dans le fond d'un creux d'un module de la piste 34 portée par le noyau 30 comme cela est représenté sur la figure 3A par exemple. Thus, by indexing the positions of the core 30 and the rear flange 40 in the mounting machine, it is certain that mounting the core 30 in the bearing 41 integral with the rear flange 40, each pin 42 is positioned in the bottom of a recess of a module of the track 34 carried by the core 30 as shown in Figure 3A for example.
Comme le montre la figure 4, la piste 34 portée par le deuxième fût 32 du noyau 30 comprend, par module, une position stable P5 et deux positions intermédiaires P3, P7 de réception du pion 42 correspondant, disposées de part et d'autre de la position stable P5, ainsi que des rampes R1-R4 de passage d'une position à la position suivante. As shown in Figure 4, the track 34 carried by the second shaft 32 of the core 30 comprises, per module, a stable position P5 and two intermediate positions P3, P7 receiving the corresponding pin 42, arranged on either side of the stable position P5, as well as ramps R1-R4 passing from one position to the next position.
Avantageusement, le décrochement 33 annulaire formé à la jonction entre le premier et le deuxième fûts 31,32 du noyau 30 est apte à prendre appui contre le bord circulaire du palier 41, partie fixe du dispositif de manoeuvre bistable 100, pour positionner l'arbre dans l'autre de ses positions stables, ici dans sa première position stable correspondant à la position dans laquelle le contact mobile 2 est placé à distance des contacts fixes 3 de manière à être hors contact électrique. Advantageously, the annular recess 33 formed at the junction between the first and second drums 31, 32 of the core 30 is able to bear against the circular edge of the bearing 41, a fixed part of the bistable actuator 100, to position the shaft in the other of its stable positions, here in its first stable position corresponding to the position in which the movable contact 2 is placed at a distance from the fixed contacts 3 so as to be out of electrical contact.
En particulier, dans cette première position stable de l'arbre 20, le décrochement 33 du noyau 30 est positionné en appui contre le joint annulaire 50 porté par l'extrémité du palier 41 et fait saillie vers l'extérieur du flasque arrière 40. In particular, in this first stable position of the shaft 20, the recess 33 of the core 30 is positioned in abutment against the annular seal 50 carried by the end of the bearing 41 and projects outwardly from the rear flange 40.
Il est à préciser que dans cette première position stable, les pions 42 ne sont pas en appui avec un quelconque bord de la piste 34 et ils n'interviennent donc pas pour placer l'arbre 20 cette position stable, seul le décrochement 33 intervient. It should be noted that in this first stable position, the pins 42 are not supported with any edge of the track 34 and they do not intervene to place the shaft 20 this stable position, only the recess 33 intervenes.
Le fait que par la mise en appui du décrochement 33 contre le bord du palier 41 on positionne l'arbre 20 dans une de ses positions stables, permet de moins solliciter mécaniquement les pions 42 qui ne viennent en appui contre un fond de la piste 34 que pour positionner l'arbre 20 dans sa deuxième position The fact that by resting the recess 33 against the edge of the bearing 41 is positioned the shaft 20 in one of its stable positions, less mechanically solicits the pins 42 which do not bear against a bottom of the track 34 than to position the shaft 20 in its second position
stable.stable.
Le dispositif de manoeuvre bistable 100 est plus robuste qu'un dispositif dans lequel les deux positions stables de l'arbre sont données par la coopération des pions avec des fond de piste, car il permet d'effectuer un plus grand nombre de cycles de positionnement de l'arbre avant qu'un pion ne soit endommagé. The bistable maneuvering device 100 is more robust than a device in which the two stable positions of the shaft are given by the cooperation of the pions with the bottom of the track, since it makes it possible to perform a greater number of positioning cycles. of the tree before a pawn is damaged.
En référence aux figures 2A à 2C, 3A à 3C et 4, nous allons maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de manoeuvre bistable 100. With reference to FIGS. 2A to 2C, 3A to 3C and 4, we will now describe the operation of the bistable actuator 100.
Sur les figures 2A et 3A, l'arbre 20 est positionné dans sa première position stable qui est une position en saillie, c'est-à-dire une position dans laquelle le deuxième fût 32 de petit diamètre du noyau 30 fait saillie du flasque arrière 40 fermant le logement 11 intérieur de la carcasse 10 du dispositif de manoeuvre 100. In FIGS. 2A and 3A, the shaft 20 is positioned in its first stable position which is a projecting position, that is to say a position in which the second small diameter barrel 32 of the core 30 projects from the flange Rear 40 closing the housing 11 inside the carcass 10 of the operating device 100.
Dans cette position, le décrochement 33 formé à la jonction des premier et deuxième fûts 31,32 du noyau 30 est en appui contre l'extrémité du palier 41 en comprimant le joint 50, et chaque pion 42 est positionné dans chaque module de piste 34 en position PI, P'l à une distance d du fond de la piste 34. Cette distance d est préférentiellement supérieure ou égale au millimètre. In this position, the recess 33 formed at the junction of the first and second drums 31,32 of the core 30 is in abutment against the end of the bearing 41 by compressing the seal 50, and each pin 42 is positioned in each track module 34 in the position PI, P'l at a distance d from the bottom of the track 34. This distance d is preferably greater than or equal to one millimeter.
Lorsque la bobine 80 est alimentée par une impulsion de courant électrique, le noyau 30 est soumis à l'action d'une force de traction engendrée par le champ magnétique généré par la bobine 80 dans le noyau, qui tend à déplacer en translation le noyau 30 de l'arrière vers l'avant, c'est-à-dire du flasque arrière 40 vers le flasque avant 90. La course du noyau est limitée par la mise en butée de la face avant de son premier fût 31 contre l'extrémité du palier 91 porté par le flasque avant 90 (voir figure 2B). When the coil 80 is powered by an electric current pulse, the core 30 is subjected to the action of a traction force generated by the magnetic field generated by the coil 80 in the core, which tends to move the core in translation 30 from the rear to the front, that is from the rear flange 40 to the front flange 90. The race of the core is limited by the abutment of the front face of its first barrel 31 against the end of the bearing 91 carried by the front flange 90 (see Figure 2B).
Simultanément, le ressort de rappel 70 interposé entre ledit noyau 30 et le flasque avant 90 se comprime et vient se loger complètement dans le palier 91 porté par ce flasque avant 90 (voir figure 2B). Simultaneously, the return spring 70 interposed between said core 30 and the front flange 90 is compressed and is housed completely in the bearing 91 carried by the front flange 90 (see Figure 2B).
Le noyau 30 prend appui par la rondelle anti-usure 60A sur la butée 60 solidaire de l'arbre 20 pour entraîner en translation l'arbre 20 de l'amplitude de déplacement en translation du noyau 30 de telle sorte que le contact mobile 2 se déplace en direction des contacts fixes 3. The core 30 is supported by the anti-wear washer 60A on the abutment 60 secured to the shaft 20 to translate the shaft 20 in translation displacement amplitude of the core 30 so that the moving contact 2 is move towards fixed contacts 3.
Simultanément, le ressort de rappel 5 se comprime également. Simultaneously, the return spring 5 also compresses.
Lors de ce mouvement en translation du noyau 30, chaque pion 42 coopère avec le module correspondant de la piste 34 pour prendre la position intermédiaire P2 venant en appui contre la rampe R, du module correspondant de sorte que chaque rampe RI guide chaque pion 42 vers la position intermédiaire P3. Le mouvement de chacun des pions 42 dans chaque module de la piste 34 provoque la rotation d'un angle de 30 du noyau 30 de façon concomitante à son mouvement de translation. During this translational movement of the core 30, each pin 42 cooperates with the corresponding module of the track 34 to take the intermediate position P2 bearing against the ramp R of the corresponding module so that each ramp RI guides each pin 42 to the intermediate position P3. The movement of each of the pins 42 in each module of the track 34 causes the rotation of an angle of 30 of the core 30 concomitantly with its translational movement.
Lorsque le noyau 30 atteint la position représentée sur la figure 2B en appui contre le palier 91 porté par le flasque avant 90 du dispositif de manoeuvre, chaque pion 42 a atteint la position intermédiaire P3 dans le module correspondant de la piste 34. When the core 30 reaches the position shown in Figure 2B bearing against the bearing 91 carried by the front flange 90 of the operating device, each pin 42 has reached the intermediate position P3 in the corresponding module of the track 34.
L'impulsion électrique ayant cessé, l'alimentation de la bobine 80 étant coupée, le noyau 30 se trouve alors soumis à la force de rappel du ressort de rappel 70 aidé par le ressort de rappel 5 qui tend à ramener le noyau 30 vers sa position initiale, c'est-à-dire en saillie du flasque arrière 40. The electrical pulse having ceased, the supply of the coil 80 being cut, the core 30 is then subjected to the restoring force of the return spring 70 assisted by the return spring 5 which tends to bring the core 30 back to its position. initial position, that is to say projecting from the rear flange 40.
Lors de ce déplacement en translation du noyau, chaque pion 42 navigue dans chaque module de la piste 34 de manière à prendre successivement les positions P4 et P5. La position P4 de chaque pion 42 correspond à une mise en appui contre une rampe R2 tendant à l'amener vers une position stable en fond de piste, la position P5. During this movement in translation of the core, each pin 42 navigates in each module of the track 34 so as to successively take the positions P4 and P5. The position P4 of each pin 42 corresponds to a bearing against a ramp R2 tending to bring it to a stable position at the bottom of the track, the position P5.
Lorsque chaque pion 42 passe de la position P3 à la position P5 qui correspond à une position bloquée du pion au fond d'un creux de chaque module de piste, le noyau pivote toujours dans le même sens d'un angle de 30 autour de l'arbre 20. Cette position P5 de chaque pion 42 bloqué au fond d'un creux de chaque module de la piste 34 correspond à la deuxième position stable de l'arbre 20 qui est une position en retrait à l'intérieur du dispositif de manoeuvre bistable 100 dans laquelle le contact mobile 2 est en contact avec les contacts fixes 3. As each pin 42 moves from the position P3 to the position P5 which corresponds to a locked position of the pin at the bottom of a recess of each track module, the core always pivots in the same direction by an angle of 30 around the 20. This position P5 of each pin 42 locked at the bottom of a recess of each module of the track 34 corresponds to the second stable position of the shaft 20 which is a recessed position inside the maneuvering device. bistable 100 in which the movable contact 2 is in contact with the fixed contacts 3.
Dans cette deuxième position stable de l'arbre 20, le ressort de rappel 70 est encore comprimé par rapport à la position initiale de l'arbre 20 correspondant à la première position stable représentée sur la figure 2A. In this second stable position of the shaft 20, the return spring 70 is further compressed relative to the initial position of the shaft 20 corresponding to the first stable position shown in Figure 2A.
Lorsqu'une nouvelle impulsion électrique est donnée à la bobine 80, celleci génère un champ magnétique engendrant une force de traction du noyau 30 de l'arrière vers l'avant, comme décrit précédemment. When a new electrical pulse is given to the coil 80, it generates a magnetic field generating a tensile force of the core 30 from the rear to the front, as previously described.
Lors de ce déplacement en translation, chaque ressort de rappel, et en particulier le ressort de rappel 70, se comprime de nouveau. Le noyau 30 entraîne en translation l'arbre 20 par la mise en appui de la rondelle anti-usure 60A contre la butée 60 solidaire de l'arbre 20, et chaque pion 42 porté par le palier 41 se déplace dans chaque module de piste 34 de manière à prendre la position P6 en appui contre la rampe R3 pour arriver vers la position P7 qui est une position intermédiaire. Le passage de la position P5 à la position P7 de chaque pion 42 provoque la rotation d'un angle de 30 du noyau 30 dans le même sens que les rotations précédentes. Il n'y a pas de retour en arrière. During this displacement in translation, each return spring, and in particular the return spring 70, compresses again. The core 30 drives the shaft 20 in translation by the bearing of the wear washer 60A against the abutment 60 integral with the shaft 20, and each pin 42 carried by the bearing 41 moves in each track module 34 so as to assume the position P6 bearing against the ramp R3 to reach the position P7 which is an intermediate position. The transition from the P5 position to the P7 position of each pin 42 causes the rotation of an angle of 30 of the core 30 in the same direction as the previous rotations. There is no turning back.
Enfin l'alimentation de la bobine 80 étant de nouveau coupée, le ressort de rappel 70 aidé par le ressort de rappel 5 tend à se détendre et à pousser de nouveau le noyau 30 vers le flasque arrière 40 du dispositif de manoeuvre entraînant ainsi l'arbre 20 vers sa première position stable représentée sur la figure 2A. Finally, the supply of the coil 80 being cut again, the return spring 70 aided by the return spring 5 tends to relax and to push the core 30 again towards the rear flange 40 of the maneuvering device thus causing the shaft 20 to its first stable position shown in Figure 2A.
Lors de ce mouvement de translation, chaque pion 42 se déplace dans chaque module de la piste 34 de façon à prendre successivement la position P8 en appui contre la rampe R4 du module correspondant de la piste 34 vers la position P'1 d'origine. Ce passage de la position P7 à la position P'1 provoque la rotation d'un angle de 30 du noyau 30 dans le même sens jusqu'à ce que celui-ci vienne en butée par son décrochement 33 annulaire contre l'extrémité du palier 41 en appui contre le joint annulaire 50. During this translational movement, each pin 42 moves in each module of the track 34 so as to successively assume the position P8 bearing against the ramp R4 of the corresponding module of the track 34 to the position P'1 of origin. This passage from the position P7 to the position P'1 causes the rotation of an angle of 30 of the core 30 in the same direction until it abuts by its recess 33 annular against the end of the bearing 41 bearing against the annular seal 50.
Le déplacement du noyau 30 entraîne le déplacement de l'arbre 20 qui entraîne le contact mobile 2 en éloignement des contacts fixes 3. L'arbre 20 reprend alors sa position d'origine qui est sa première position stable dans laquelle il maintient le contact mobile 2 à distance des contacts fixes 3. The displacement of the core 30 causes the displacement of the shaft 20 which causes the moving contact 2 away from the fixed contacts 3. The shaft 20 then resumes its original position which is its first stable position in which it maintains the moving contact 2 away from the fixed contacts 3.
La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. The present invention is not limited to the embodiment described and shown but the skilled person will be able to make any variant within his mind.
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