FR2869450A1 - Electric circuit breaker device for protecting electric component, has pusher and contact unit sliding inside clamps between position where unit assures bridging between terminals and another position where unit moves back inside one clamp - Google Patents

Abstract

The device has a ring (10) whose shape and inner dimensions is identical to clamps (210, 220). A pusher (5) and a contact unit (6) slide inside the clamps between a position in which the contact unit assures an electric bridging between electric terminals (21,22) and the pusher is situated inside the clamp (210) and another position in which the pusher overlaps the terminals and the contact unit moves back inside the clamp (220).

Description

Dispositif de coupure pour circuit électrique, à déclenchement pilotéSwitching device for electric circuit, with controlled release

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne les dispositifs de coupure pour circuit électrique à déclenchement piloté par un signal de commande.  FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to switching devices for a tripping electrical circuit controlled by a control signal.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE Dans ce domaine technique, il est bien connu qu'il est nécessaire de protéger certaines charges électriques ou plus généralement certains composants électriques par des dispositifs capables d'interrompre le circuit électrique en un temps aussi bref que possible. Le brevet US 4,385,216 décrit un dispositif de coupure pour circuit électrique supposé agir rapidement. Ce dispositif de coupure comporte une ligne électrique principale comportant des zones affaiblies mécaniquement par des amorces de rupture. Il comporte également un déclencheur pyrotechnique dont l'explosion provoque l'ouverture de la ligne électrique principale par la rupture des zones affaiblies mécaniquement. Par ailleurs, des fusibles sont branchés en parallèle de la ligne électrique principale. Lorsque celle-ci est rompue, la totalité de l'intensité passant auparavant dans la ligne électrique principale se reporte dans les fusibles qui, du fait de l'intensité élevée, sont immédiatement grillés.  STATE OF THE ART In this technical field, it is well known that it is necessary to protect certain electrical loads or more generally certain electrical components by devices capable of interrupting the electric circuit in as short a time as possible. US Pat. No. 4,385,216 discloses a cut-off device for an electrical circuit that is supposed to act quickly. This cut-off device comprises a main electrical line including areas weakened mechanically by breaking primers. It also includes a pyrotechnic trigger whose explosion causes the opening of the main power line by breaking mechanically weakened areas. In addition, fuses are connected in parallel with the main power line. When this is broken, the entire intensity previously passing through the main power line is reflected in the fuses which, because of the high intensity, are immediately burned.

Grâce aux fusibles branchés en parallèle de la ligne principale dans laquelle est marquée la zone de rupture, on évite qu'un arc électrique puisse s'amorcer lorsqu'on provoque la rupture de la ligne électrique principale puisque le courant trouve un circuit secondaire dans les fusibles. Et ceux-ci sont supposés griller rapidement, plus rapidement que le temps que met habituellement un disjoncteur conventionnel pour ouvrir un circuit, et plus rapidement que dans le cas d'une protection par fusible seulement, car leur courant maximal admissible peut être très inférieur au courant nominal de la ligne protégée.  Thanks to the fuses connected in parallel with the main line in which the rupture zone is marked, it is avoided that an electric arc can be initiated when the main power line breaks down, since the current finds a secondary circuit in the mains. fuses. And these are supposed to burn quickly, faster than the time usually used by a conventional circuit breaker to open a circuit, and faster than in the case of a fuse only protection, because their maximum allowable current can be much lower than rated current of the protected line.

P10-1617-FR Malheureusement, outre la complexité certaine du dispositif de coupure pour circuit électrique connu, ses performances restent dépendantes des performances des fusibles. Et le temps de coupure du système à déclenchement pyrotechnique et le temps de coupure des fusibles sont en série. De plus, il y a destruction complète de l'élément de protection. II ne semble pas réparable.  P10-1617-EN Unfortunately, in addition to the complexity of the known electrical circuit breaker, its performance remains dependent on the performance of the fuses. And the cut-off time of the pyrotechnic trigger system and the fuse cut-off time are in series. In addition, there is complete destruction of the protective element. It does not seem repairable.

Le problème de pouvoir interrompre un circuit électrique en un temps de coupure aussi bref que possible reste entier, et ce problème est difficile à résoudre tout particulièrement lorsque l'on dépasse à peine un courant maximal admissible dans la ligne à protéger.  The problem of being able to interrupt an electrical circuit in as short a time as possible remains intact, and this problem is difficult to solve, especially when one barely exceeds a maximum permissible current in the line to be protected.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTIONBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

L'objectif de l'invention est de proposer un dispositif de coupure pour circuit électrique capable de couper des courants intenses, de l'ordre de 5000 ampères, sous des tensions élevées, de l'ordre de quelques centaines de volts.  The object of the invention is to provide a cut-off device for an electric circuit capable of cutting intense currents, of the order of 5000 amps, at high voltages of the order of a few hundred volts.

Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif de coupure pour circuit électrique dont le temps de coupure soit particulièrement bref.  Another object of the invention is to provide a cut-off device for an electrical circuit whose cut-off time is particularly short.

Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de coupure pour circuit électrique dont le temps de coupure ne soit pas dépendant de l'intensité du courant qui le traverse au moment où l'on décide d'interrompre le circuit électrique.  Another object of the present invention is to provide a cut-off device for an electrical circuit whose cut-off time is not dependent on the intensity of the current flowing through it when it is decided to interrupt the electric circuit.

L'invention propose un dispositif de coupure pour circuit électrique, le dispositif de coupure comportant un premier et un second pôles électriques, le dispositif de coupure étant destiné à interrompre la continuité électrique entre lesdits premier et second pôles électriques, les premier et second pôles électriques étant reliés mécaniquement et isolés électriquement par un fourreau réalisé en matière non conductrice de l'électricité, le dispositif de coupure comprenant un allumeur pyrotechnique relié à des bornes de commande, l'ouverture électrique du dispositif de coupure étant commandée par un signal électrique de commande appliqué auxdites bornes de commande, caractérisé en ce que le premier pôle forme au moins en partie P 10-1617-FR un premier manchon et le second pôle forme au moins en partie un second manchon, la forme et les dimensions intérieures desdits premier et second manchons étant sensiblement identiques, en ce que le dispositif de coupure comprend une bague en matériau non conducteur de l'électricité et résistant aux arcs électriques, la bague étant disposée entre lesdits premier et second manchons, la forme et les dimensions intérieures de la bague étant sensiblement identiques à celles desdits premier et second manchons, en ce que le dispositif comprend un organe de contact conducteur de l'électricité, mobile à l'intérieur desdits premier et second manchons, en ce qu'un poussoir est incorporé à l'intérieur du premier manchon entre l'organe de contact et l'allumeur pyrotechnique, en ce que le poussoir est réalisé en matériau non conducteur de l'électricité et résistant à un arc électrique, la forme et les dimensions extérieures du poussoir étant ajustées à la forme et aux dimensions intérieures desdits manchons, de façon à ce que ledit poussoir et ledit organe de contact puissent coulisser à l'intérieur des premier et second manchons entre une première position dans laquelle ledit organe de contact assure un pontage électrique entre lesdits premier et second pôles électriques et le poussoir est situé en totalité à l'intérieur du premier manchon, et une seconde position dans laquelle le poussoir chevauche les premier et second pôles électriques et l'organe de contact est totalement repoussé à l'intérieur du second manchon de sorte que la continuité électrique entre pôles est interrompue.  The invention proposes a cut-off device for an electric circuit, the cut-off device comprising a first and a second electric poles, the cut-off device being intended to interrupt the electrical continuity between said first and second electric poles, the first and second electric poles. being mechanically connected and electrically insulated by a sleeve made of non-electrically conductive material, the breaking device comprising a pyrotechnic igniter connected to control terminals, the electrical opening of the breaking device being controlled by an electrical control signal applied to said control terminals, characterized in that the first pole at least partially forms a first sleeve and the second pole forms at least in part a second sleeve, the shape and internal dimensions of said first and second sleeves being substantially identical, in that the blow device ure comprises a ring of electrically non-conductive and arc-resistant material, the ring being disposed between said first and second sleeves, the inner shape and dimensions of the ring being substantially identical to those of said first and second sleeves, the device comprises an electrically conductive contact member movable within said first and second sleeves, in that a pusher is incorporated within the first sleeve between the contact member and the pyrotechnic igniter, in that the pusher is made of electrically non-conductive material and resistant to an electric arc, the shape and external dimensions of the pusher being adjusted to the shape and internal dimensions of said sleeves, so that said pusher and said contact member are slidable within the first and second sleeves between a first position in which said contact member provides electrical bridging between said first and second electric poles and the pusher is located entirely within the first sleeve, and a second position in which the pusher overlaps the first and second electric poles and the contact member is completely pushed inside the second sleeve so that the electrical continuity between poles is interrupted.

Ainsi, l'invention propose un dispositif de coupure pour circuit électrique du type commandé par une charge pyrotechnique. On obtient directement l'ouverture du circuit électrique par allumage de la charge pyrotechnique. II suffit pour cela d'appliquer aux bornes de la charge pyrotechnique un signal de commande approprié, par exemple une tension de commande. De préférence, comme bien connu par l'homme du métier, pour assurer une commande de déclenchement ultra rapide, le signal de commande est élaboré par des moyens purement matériel (pas de pilotage par logiciel).  Thus, the invention proposes a switching device for electric circuit of the type controlled by a pyrotechnic charge. The opening of the electrical circuit is obtained directly by igniting the pyrotechnic charge. It suffices for this purpose to apply a suitable control signal, for example a control voltage, across the pyrotechnic charge. Preferably, as is well known by those skilled in the art, to ensure an ultra-fast trigger control, the control signal is produced by purely hardware means (no software control).

L'invention propose donc de réaliser un dispositif de coupure pour circuit électrique comportant un organe de contact sous la forme d'un élément mobile coulissant à l'intérieur des pôles entre lesquels il faut établir ou couper la liaison électrique. En position de fermeture du contact électrique, l'organe de contact assure un pontage et un bon contact électrique entre pôles, et en position d'ouverture du circuit, la place initialement occupée par l'organe de contact est prise par un poussoir isolant.  The invention therefore proposes to provide a cut-off device for an electrical circuit comprising a contact member in the form of a movable element sliding inside the poles between which the electrical connection must be established or cut. In the closed position of the electrical contact, the contact member provides bridging and good electrical contact between poles, and in the open position of the circuit, the place initially occupied by the contact member is taken by an insulating pusher.

P10-1617-FR On sait que, de par les inductances existant sur la ligne électrique à protéger et en raison des intensités de courant particulièrement élevées, il va apparaître un arc électrique entre le pôle et l'organe de contact dès que l'organe de contact glisse au-delà du premier pôle. Cet arc électrique provoque l'ionisation de l'atmosphère à l'intérieur du dispositif de coupure et assure le maintien de la continuité électrique. Mais, selon la présente invention, le poussoir qui refoule l'organe de contact est lui-même réalisé en une matière non conductrice de l'électricité et résistant parfaitement aux arcs électriques.  P10-1617-EN It is known that, due to the inductances existing on the electrical line to be protected and because of the particularly high current intensities, an electric arc will appear between the pole and the contact member as soon as the contact slips past the first pole. This electric arc causes the ionization of the atmosphere inside the cut-off device and ensures the maintenance of electrical continuity. But, according to the present invention, the pusher which discharges the contact member is itself made of a non-conductive material of electricity and perfectly resistant to electric arcs.

Pour des raisons évidentes d'inertie, il est préférable que le poussoir soit aussi léger que possible. Cette remarque est d'ailleurs valable pour toutes les pièces en mouvement. Ce poussoir occupe sensiblement le même volume que l'organe de contact, ce qui fait qu'il prend progressivement sa place. Dès lors, l'arc électrique qui a pu naître entre l'un des pôles et l'organe de contact est immédiatement étouffé par ce poussoir. Dès lors, on atteint des performances en temps de coupure exceptionnelles.  For obvious reasons of inertia, it is preferable that the pusher is as light as possible. This remark is also valid for all moving parts. This pusher occupies substantially the same volume as the contact member, which makes it gradually takes its place. Therefore, the electric arc that could be born between one of the poles and the contact member is immediately suffocated by this pusher. From then on, we achieve exceptional performance in breaking time.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Les figures jointes illustrent un dispositif de coupure selon la présente invention et plus particulièrement: É la figure 1 est une coupe axiale générale d'un dispositif de coupure à sa position 25 normale dans laquelle le circuit électrique est fermé ; É la figure 2 illustre le même dispositif de coupure pendant le mouvement d'ouverture du circuit électrique; É la figure 3 illustre le dispositif de coupure à la fin de la manoeuvre d'ouverture du circuit électrique; É la figure 4 est une vue de côté d'un organe du dispositif de coupure; É la figure 5 est une vue de bout du même organe du dispositif de coupure; É la figure 6 est une vue de côté illustrant une variante de réalisation du même organe; É la figure 7 illustre un circuit de commande du dispositif de coupure selon l'invention.  The accompanying figures illustrate a breaking device according to the present invention and more particularly: Figure 1 is a general axial section of a cut-off device at its normal position in which the electric circuit is closed; FIG. 2 illustrates the same cut-off device during the opening movement of the electrical circuit; FIG. 3 illustrates the cut-off device at the end of the opening operation of the electric circuit; Figure 4 is a side view of a member of the cut-off device; Figure 5 is an end view of the same member of the cut-off device; Figure 6 is a side view illustrating an alternative embodiment of the same member; FIG. 7 illustrates a control circuit of the breaking device according to the invention.

P10-1617-FR DESCRIPTION DU MEILLEUR MODE DE RÉALISATION DE L'INVENTION Dans l'exemple décrit ci-dessous, le dispositif de coupure est de forme générale cylindrique. Dès lors, toutes les pièces du dispositif de coupure sont des pièces de révolution. Notamment, les premier et second manchons forment une chambre intérieure cylindrique, le poussoir est cylindrique, l'organe de contact est cylindrique. Ce mode de réalisation n'est bien entendu fonctionnellement parlant pas indispensable, mais c'est simplement le mode de réalisation le plus simple pour toutes les pièces mécaniques qui constituent le dispositif de coupure selon l'invention.  P10-1617-EN DESCRIPTION OF THE BEST MODE OF CARRYING OUT THE INVENTION In the example described below, the cut-off device is generally cylindrical in shape. Therefore, all parts of the cutoff device are parts of revolution. In particular, the first and second sleeves form a cylindrical inner chamber, the pusher is cylindrical, the contact member is cylindrical. This embodiment is of course not necessarily functional, but it is simply the simplest embodiment for all the mechanical parts that constitute the breaking device according to the invention.

A la figure 1, on voit un premier pôle électrique 21 et un deuxième pôle électrique 22. Ces pôles sont de préférence réalisés en cuivre. Ils ont une forme générale tubulaire.  In Figure 1, we see a first electrical pole 21 and a second electrical pole 22. These poles are preferably made of copper. They have a tubular general shape.

Ils sont reliés par un fourreau 1 réalisé en matière non conductrice de l'électricité. Par exemple, le fourreau est constitué par plusieurs couches de tissus (par exemple en fibre de verre) croisés imprégnées de résine, entourant les surfaces extérieures respectives des premier 21 et second 22 pôles en les chevauchant au moins partiellement. Les bords de chacun des pôles 21 et 22 en regard l'un de l'autre se terminent par un épaulement 21A, respectivement 22A. Les pôles 21 et 22 sont également positionnés et maintenus en place par une bague 10, réalisée en matériau non conducteur de l'électricité et résistant aux arcs électriques. De la sorte, Les pôles 21 et 22 sont centrés par la bague 10 et bien alignés l'un par rapport à l'autre. Le fourreau 1 et la bague 10 relient mécaniquement l'un à l'autre les pôles 21 et 22 tout en les maintenant électriquement isolés l'un de l'autre. Notons au passage que, en variante, le fourreau et la bague pourraient être réalisés d'une seule pièce.  They are connected by a sheath 1 made of non-electrically conductive material. For example, the sheath is constituted by several layers of resin-impregnated (for example fiberglass) fabrics, surrounding the respective outer surfaces of the first 21 and second 22 poles by overlapping them at least partially. The edges of each of the poles 21 and 22 facing each other end with a shoulder 21A, respectively 22A. The poles 21 and 22 are also positioned and held in place by a ring 10 made of electrically non-conductive and arc-resistant material. In this way, the poles 21 and 22 are centered by the ring 10 and are well aligned with respect to each other. The sheath 1 and the ring 10 mechanically connect to each other the poles 21 and 22 while keeping them electrically insulated from each other. Note in passing that, alternatively, the sleeve and the ring could be made in one piece.

Le pôle 21 forme un manchon cylindrique 210 sur pratiquement toute sa longueur. Le pôle 21 comporte à l'une de ses extrémités une paroi 21B comportant du côté intérieur une surface tronconique. L'extrémité 21B est elle-même prolongée par une partie 21C comportant un filetage afin de recevoir par exemple une connexion électrique.  The pole 21 forms a cylindrical sleeve 210 over substantially its entire length. The pole 21 has at one of its ends a wall 21B having on the inner side a frustoconical surface. The end 21B is itself extended by a portion 21C having a thread in order to receive for example an electrical connection.

Un allumeur pyrotechnique 3 est inséré à l'intérieur du pôle 21 et est immobilisé à l'extrémité de celui-ci contre la surface tronconique au moyen d'un anneau 33 ajusté P10-1617-FR serré. L'allumeur 3 comporte des bornes 31 permettant la connexion de l'allumeur pyrotechnique, celles-ci étant donc accessibles par l'extérieur du dispositif de coupure. Du côté opposé à ces bornes 31, l'allumeur pyrotechnique 3 comporte un logement 32 recevant la charge explosive. Comme allumeur pyrotechnique 3, on peut utiliser par exemple ceux qui sont conçus pour déclencher le fonctionnement des coussins gonflables (communément appelés airbags ) ou des prétensionneurs de ceinture de sécurité. Par exemple, on peut utiliser un allumeur pyrotechnique disponible chez EMS-PATVAG sous la référence AAZ120B628R2011106884.  A pyrotechnic igniter 3 is inserted inside the pole 21 and is immobilized at the end thereof against the frustoconical surface by means of a tight fitting ring 33 P10-1617-FR. The igniter 3 comprises terminals 31 for connecting the pyrotechnic igniter, these being thus accessible from outside the cut-off device. On the opposite side to these terminals 31, the pyrotechnic igniter 3 comprises a housing 32 receiving the explosive charge. As pyrotechnic igniter 3, it is possible to use, for example, those designed to trigger the operation of airbags (commonly known as airbags) or seat belt pretensioners. For example, a pyrotechnic igniter available from EMS-PATVAG can be used as AAZ120B628R2011106884.

Sur environ la moitié de sa longueur axiale, le pôle 22 forme un manchon 220. Celui-ci comporte deux portées cylindriques au même diamètre que la paroi cylindrique formée par le manchon 210. Entre ces deux portées cylindriques, on trouve une portée cylindrique réalisée à un diamètre légèrement plus grand. Au delà en se déplaçant le long du pôle 22 vers l'extérieur du dispositif de coupure, le pôle 22 forme un réceptacle dont la paroi interne, cylindrique, est usinée à un diamètre légèrement supérieur à celui des deux portées cylindriques décrites ci-dessus. Le pôle 22 se termine à l'extrémité par une zone 22B comportant un filetage. Le second pôle 22 contient une butée d'arrêt 9, montée par vissage à l'extrémité 22B dudit pôle 22. Cette butée d'arrêt 9 ferme ledit réceptacle. Cette butée d'arrêt 9 comporte un trou 90. C'est un trou taraudé qui peut recevoir une vis pour connexion électrique. Chacun des pôles 21 et 22 présente également une portée extérieure 211, respectivement 221, permettant de raccorder un conducteur électrique à chacun des pôles 21 et 22 du dispositif de coupure.  On about half of its axial length, the pole 22 forms a sleeve 220. It has two cylindrical bearing surfaces of the same diameter as the cylindrical wall formed by the sleeve 210. Between these two cylindrical surfaces, there is a cylindrical bearing made to a slightly larger diameter. Beyond by moving along the pole 22 to the outside of the cut-off device, the pole 22 forms a receptacle whose cylindrical internal wall is machined to a diameter slightly greater than that of the two cylindrical bearing surfaces described above. The pole 22 ends at the end by a zone 22B having a thread. The second pole 22 contains a stopper 9, screwed to the end 22B of said pole 22. This stop 9 closes said receptacle. This stopper 9 has a hole 90. It is a tapped hole that can receive a screw for electrical connection. Each of the poles 21 and 22 also has an outer surface 211, respectively 221, for connecting an electrical conductor to each of the poles 21 and 22 of the cut-off device.

De façon avantageuse, le dispositif de coupure comporte un piston de propulsion 4 réalisé de façon monobloc en matière légère et résistant à la chaleur dégagée par l'explosion de la charge pyrotechnique. Ce piston comporte une jupe disposée de façon à être orientée du côté de l'allumeur pyrotechnique. De cette façon, il subsiste une petite chambre interne 43 entre le piston 4 et l'allumeur pyrotechnique 3. Lors de l'explosion, la pression générée repousse les lèvres de la jupe sur le manchon 210, ce qui améliore l'étanchéité et empêche ainsi la propagation des gaz et des particules brûlées vers le coté gauche. De préférence, la jupe du piston 4 peut subir une certaine déformation plastique afin de parfaire l'étanchéité. Certaines matières plastiques sont P10-1617-FR tout à fait adaptées à la réalisation du piston 4, comme par exemple un polyimide infusible disponible chez DuPont de Nemours sous l'appellation VESPEL SPI .  Advantageously, the cut-off device comprises a propulsion piston 4 made in a single piece of lightweight material and resistant to the heat released by the explosion of the pyrotechnic charge. This piston has a skirt arranged to be oriented towards the pyrotechnic igniter. In this way, there remains a small internal chamber 43 between the piston 4 and the pyrotechnic igniter 3. During the explosion, the pressure generated pushes the lips of the skirt on the sleeve 210, which improves the sealing and prevents thus the propagation of the gases and the particles burned towards the left side. Preferably, the skirt of the piston 4 may undergo some plastic deformation in order to perfect the seal. Some plastics are P10-1617-FR quite suitable for the realization of the piston 4, such as an infusible polyimide available from DuPont de Nemours under the name Vespel SPI.

Ensuite, on trouve un poussoir 5. Ce poussoir 5 peut indifféremment être plein ou creux. Ce poussoir 5 est réalisé de préférence en céramique ou, à tout le moins, en matériau léger non conducteur de l'électricité et résistant aux flammes et à un arc électrique.  Then, there is a pusher 5. This pusher 5 can indifferently be full or hollow. This pusher 5 is preferably made of ceramic or, at the very least, of light material non-conductive of electricity and resistant to flames and an electric arc.

Ensuite, on trouve un organe de contact 6 qui est bien entendu réalisé en matériau conducteur de l'électricité. Cet organe de contact 6 est de préférence réalisé en cuivre. L'organe de contact 6 forme une pièce qui est ici indépendante des pôles électriques 21 et 22, contrairement à ce qui apparaît dans le brevet US 4,385,216 précité. Dans l'exemple illustrant l'invention, cet organe de contact 6 a la forme d'une pièce sensiblement tubulaire comportant deux protubérances destinées à coopérer chacune avec l'un des pôles 21 et 22 lorsque l'organe de contact 6 est en position où il ferme le contact.  Then there is a contact member 6 which is of course made of electrically conductive material. This contact member 6 is preferably made of copper. The contact member 6 forms a part which is here independent of the electric poles 21 and 22, contrary to what appears in the aforementioned US Pat. No. 4,385,216. In the example illustrating the invention, this contact member 6 has the shape of a substantially tubular part having two protuberances intended to cooperate each with one of the poles 21 and 22 when the contact member 6 is in position where he closes the contact.

Les surfaces extérieures des protubérances, bien visibles à la figure 5, sont plaquées contre les surfaces intérieures des pôles comme le montre la figure 1, et ceci par un effet élastiques. A la figure 5, on voit que l'organe de contact 6 comporte des fentes radiales 61A non débouchantes et une fente 62A débouchante, réalisées par exemple par découpe au fil. A la figure 1, on voit que l'organe de contact 6 comporte une rainure intérieure (une rainure de chaque côté), à l'intérieur de laquelle est monté un circlip 60. Le circlip 60 tend à faire grandir en diamètre l'organe de contact 6, ce qui fait que l'organe de contact 6 est légèrement expansible. Grâce à cela, on réalise un excellent contact électrique, avec une résistance de contact aussi faible que possible entre les pôles et l'organe de contact.  The outer surfaces of the protuberances, clearly visible in Figure 5, are pressed against the inner surfaces of the poles as shown in Figure 1, and this by a resilient effect. In FIG. 5, it can be seen that the contact member 6 has non-emergent radial slots 61A and an open slot 62A, made for example by wire cutting. In Figure 1, we see that the contact member 6 has an inner groove (a groove on each side), inside which is mounted a circlip 60. The circlip 60 tends to grow in diameter the organ contact 6, so that the contact member 6 is slightly expandable. Thanks to this, an excellent electrical contact is made with a contact resistance as low as possible between the poles and the contact member.

En variante, on voit à la figure 6 un organe de contact 6B qui comporte des fentes débouchantes radialement 63B et 64B, mais limitées à une partie de la longueur longitudinalement, en débouchant toutefois alternativement sur un ou l'autre côté longitudinalement. Là aussi, l'organe de contact 6 tend grandir en diamètre, sous l'effet d'un circlip.  Alternatively, we see in Figure 6 a contact member 6B which has radially emergent slots 63B and 64B, but limited to a portion of the length longitudinally, however opening alternately on one or the other side longitudinally. Again, the contact member 6 tends to grow in diameter under the effect of a circlip.

P10-1617-FR L'organe de contact 6 est donc susceptible de coulisser à l'intérieur desdits premier et second manchons 210 et 220, sa forme et ses dimensions extérieures s'ajustant par déformation élastique à la forme et aux dimensions intérieures desdits premier et second manchons.  P10-1617-EN The contact member 6 is therefore capable of sliding inside said first and second sleeves 210 and 220, its shape and external dimensions fitting by elastic deformation to the shape and internal dimensions of said first and second sleeves.

Ainsi, dans cette variante avantageuse de réalisation, le premier manchon 210 contient un piston de propulsion 4 interposé entre le poussoir 5 et l'allumeur pyrotechnique 3; le piston de propulsion 4 est monté coulissant à l'intérieur dudit premier manchon 210, le piston de propulsion étant susceptible d'être mis en mouvement par allumage de la charge pyrotechnique pour repousser le poussoir 5.  Thus, in this advantageous embodiment, the first sleeve 210 contains a propulsion piston 4 interposed between the pusher 5 and the pyrotechnic igniter 3; the propulsion piston 4 is slidably mounted inside said first sleeve 210, the propulsion piston being able to be set in motion by igniting the pyrotechnic charge in order to push back the pusher 5.

Chacun des manchons 210 et 220 forme un alésage intérieur à l'intérieur duquel peuvent coulisser à la fois l'organe de contact 6, le poussoir 5 et le piston de propulsion 4. L'ajustement de l'organe de contact 6 par rapport aux pôles 21 et 22 est légèrement serrant, de sorte que le piston de propulsion 4, le poussoir 5 et l'organe de contact 6 conservent naturellement la position longitudinale que l'on a imposée lors du montage. L'organe de contact 6, le poussoir 5 et le piston 4 sont, au montage, installés l'un contre l'autre, en contact intime les uns contre les autres.  Each of the sleeves 210 and 220 forms an internal bore inside which can slide both the contact member 6, the pusher 5 and the propulsion piston 4. The adjustment of the contact member 6 with respect to poles 21 and 22 is slightly tightening, so that the propulsion piston 4, the pusher 5 and the contact member 6 naturally retain the longitudinal position that was imposed during assembly. The contact member 6, the pusher 5 and the piston 4 are, in the assembly, installed against each other, in intimate contact against each other.

Enfin, quelques rondelles d'amortissement 7 et 8, réalisées de préférence en matériau élastomérique ayant des propriété d'amortissement élevé, sont insérées à l'extrémité du dispositif de coupure. Ces rondelles 7 et 8 sont insérées devant la butée d'arrêt 9 sur laquelle elles peuvent prendre appui.  Finally, some damping rings 7 and 8, preferably made of elastomeric material having high damping properties, are inserted at the end of the cut-off device. These washers 7 and 8 are inserted in front of the stopper 9 on which they can bear.

La figure 1 représente l'allure du dispositif de coupure lorsque le contact 6 assure la continuité électrique entre le pôle 21 et le pôle 22. On voit que l'organe de contact 6 chevauche les pôles 21 et 22. Passons maintenant à la description de la coupure d'un circuit électrique protégé par le dispositif de coupure selon l'invention.  FIG. 1 shows the shape of the cut-off device when the contact 6 ensures the electrical continuity between the pole 21 and the pole 22. It can be seen that the contact member 6 overlaps the poles 21 and 22. We now turn to the description of the breaking of an electrical circuit protected by the breaking device according to the invention.

En ce qui concerne la partie commande, on propose ci-dessous un type de commande particulièrement judicieux. Cependant, il est clair que la description relative à cette partie est faite seulement afin d'être aussi complet que possible dans l'exposé d'une mise en oeuvre de l'invention et que ceci n'est en aucune manière limitatif. D'autres moyens de réalisation sont à la portée de l'homme du métier.  Regarding the control part, we propose below a type of control particularly judicious. However, it is clear that the description relating to this part is made only in order to be as complete as possible in the discussion of an implementation of the invention and that this is in no way limiting. Other embodiments are within the reach of those skilled in the art.

P 10-1617-FR A la figure 7, on voit une ligne électrique L branchée aux pôles 21 et 22 d'un dispositif de coupure D selon l'invention. Un circuit C de commande est branché aux bornes 31 assurant la connexion à l'allumeur pyrotechnique. Le circuit C reçoit une alimentation basse tension Ca, et comporte un élément DCIDC d'isolation galvanique entre l'alimentation basse tension Ca et les éléments de commande de la charge pyrotechnique.  In FIG. 7, an electric line L is shown connected to the poles 21 and 22 of a breaking device D according to the invention. A control circuit C is connected to the terminals 31 providing the connection to the pyrotechnic igniter. The circuit C receives a low voltage supply Ca, and comprises a DCIDC element of galvanic isolation between the low voltage supply Ca and the control elements of the pyrotechnic charge.

Le circuit C comporte une première voie de commande réagissant à une intensité trop élevée dans la ligne L. Cette première voie comporte un capteur Cl de courant mesurant en permanence le courant sur la ligne L. Le capteur Cl est branché à un comparateur C2 lui-même branché à une porte logique ou C5. La sortie de la porte logique C5 est branchée à un transistor de puissance C3 par exemple de type MOSFET qui, lorsqu'il reçoit le signal approprié de la porte logique C5, injecte un courant de commande aux bornes 31 de l'allumeur pyrotechnique. De préférence, on suralimente volontairement l'élément pyrotechnique pour accélérer l'allumage de la charge, de 3 à 5 fois le courant nominal pour lequel il est dimensionné. De préférence, le transistor de puissance C3 est branché à un condensateur C6 stockant l'énergie nécessaire à l'établissement du courant de commande.  The circuit C includes a first control channel reacting at a too high intensity in the line L. This first channel comprises a current sensor C1 continuously measuring the current on the line L. The sensor C1 is connected to a comparator C2 itself. even connected to a logic gate or C5. The output of the logic gate C5 is connected to a power transistor C3, for example of the MOSFET type which, when it receives the appropriate signal from the logic gate C5, injects a control current to the terminals 31 of the pyrotechnic igniter. Preferably, the pyrotechnic element is intentionally supercharged to accelerate the ignition of the charge, by 3 to 5 times the nominal current for which it is sized. Preferably, the power transistor C3 is connected to a capacitor C6 storing the energy necessary to establish the control current.

Le circuit C comporte encore une deuxième voie de commande réagissant à d'autres types de défauts comme un défaut dans un composant électronique d'un quelconque équipement électronique à protéger. Cette deuxième voie comporte un opto-coupleur C4, branchée à l'autre entrée de la porte logique C5.  The circuit C further comprises a second control channel reacting to other types of defects such as a defect in an electronic component of any electronic equipment to be protected. This second channel comprises an optocoupler C4, connected to the other input of the logic gate C5.

II est important de remarquer que, lors du fonctionnement du dispositif de coupure D selon l'invention, aucune isolation galvanique ne peut être assurée entre les bornes 31 et le pôle 21, d'où une mise du circuit de commande C au même potentiel électrique que le pôle 21. Or celui-ci peut être élevé. De même, après coupure, il se peut que par simple influence électrique les pôles 21 et 22 prennent ou conservent le même potentiel électrique qui peut être élevé. Grâce à l'isolation galvanique assurée par l'élément DC/DC et/ou par l'opto-coulpeur C4, on est capable d'assurer effectivement la commande du dispositif de coupure D tout en maintenant l'isolation galvanique des P10-1617-FR composants électroniques amont assurant l'alimentation basse tension nécessaire à ladite commande.  It is important to note that, during the operation of the cut-off device D according to the invention, no galvanic isolation can be ensured between the terminals 31 and the pole 21, hence a switching of the control circuit C to the same electrical potential than pole 21. But this one can be high. Similarly, after cutting, it is possible that by simple electrical influence the poles 21 and 22 take or keep the same electrical potential that can be high. Thanks to the galvanic isolation provided by the DC / DC element and / or the opto-coulter C4, it is able to effectively control the cut-off device D while maintaining the electrical isolation of the P10-1617 -FR upstream electronic components ensuring the low voltage supply required for said command.

Ainsi, l'invention propose un dispositif de coupure pour circuit électrique capable d'interrompre très rapidement un courant électrique. Le temps qui s'écoule entre le début de l'établissement du signal de commande et la fin de la coupure du circuit électrique est de l'ordre de 300 à 400 micro-secondes.  Thus, the invention proposes a cut-off device for an electrical circuit capable of very quickly interrupting an electric current. The time elapsing between the beginning of the establishment of the control signal and the end of the power circuit break is of the order of 300 to 400 micro-seconds.

La figure 2 représente le dispositif de coupure dans une configuration qu'il a dans une phase intermédiaire. La charge pyrotechnique contenue dans le logement 32 a explosé. Cela provoque une augmentation rapide de la pression dans la chambre interne 43 située entre l'allumeur pyrotechnique 3 et le piston 4. Le piston 4 peut coulisser à l'intérieur du pôle 21. Sous l'effet de l'élévation rapide de la pression régnant à l'intérieur de la chambre interne 43, le piston 4 est propulsé très rapidement de la droite vers la gauche à la figure 2.  Figure 2 shows the cut-off device in a configuration that it has in an intermediate phase. The pyrotechnic charge contained in the housing 32 exploded. This causes a rapid increase in the pressure in the internal chamber 43 located between the pyrotechnic igniter 3 and the piston 4. The piston 4 can slide inside the pole 21. Under the effect of the rapid rise in pressure within the inner chamber 43, the piston 4 is propelled very rapidly from the right to the left in FIG.

Lorsque le piston 4 est propulsé violemment de façon à s'éloigner de l'allumeur pyrotechnique 3, il repousse en même temps le poussoir 5 et l'organe de contact 6. Dès que l'organe de contact 6 quitte le pôle 21, apparaît un arc électrique entre le pôle 21 et l'organe de contact 6. Cependant, comme illustré à la figure 2, la poursuite du mouvement fait que le poussoir 5 interrompt immédiatement cet arc électrique sitôt qu'il apparaît. En effet, le piston 4 continue à repousser violemment le poussoir 5 et l'organe de contact 6. A partir du moment où le poussoir 5 est dans la configuration illustrée à la figure 2 ou sensiblement, la continuité électrique est interrompue.  When the piston 4 is propelled violently so as to move away from the pyrotechnic igniter 3, it pushes at the same time the pusher 5 and the contact member 6. As soon as the contact member 6 leaves the pole 21, appears an electric arc between the pole 21 and the contact member 6. However, as shown in Figure 2, the continued movement causes the pusher 5 immediately interrupts this electric arc as soon as it appears. Indeed, the piston 4 continues to push violently the pusher 5 and the contact member 6. From the moment when the pusher 5 is in the configuration shown in Figure 2 or substantially, the electrical continuity is interrupted.

Selon une caractéristique importante de la présente invention, la forme et les dimensions intérieures de la bague 10 sont sensiblement identiques à la forme et aux dimensions intérieures du premier manchon 210 et à la forme et aux dimensions extérieures du poussoir 5. Ce poussoir 5 occupe sensiblement le même volume que l'organe de contact 6, ce qui fait qu'il prend progressivement sa place. Notons que le poussoir ne comporte pas d'amincissement central, contrairement à l'organe de contact 6. La bague 10 ne laisse aucun espace vide par dessus le poussoir 5. Lors de la séparation de l'organe de contact 6 d'avec le premier pole 21, il y a inévitablement apparition d'un arc électrique. Cet arc est étouffé par l'arrivée du poussoir 5 dans la P10-1617-FR bague 10, car le poussoir 5 et la bague 10, sont tous les deux résistants à l'arc électrique. L'homme du métier saura choisir en conséquence les matériaux constitutifs appropriés. Dès lors, l'arc électrique qui a pu naître entre l'un 21 des pôles et l'organe de contact 6 est immédiatement étouffé par ce poussoir 5.  According to an important feature of the present invention, the shape and internal dimensions of the ring 10 are substantially identical to the shape and internal dimensions of the first sleeve 210 and to the shape and external dimensions of the pusher 5. This pusher 5 occupies substantially the same volume as the contact member 6, which makes it gradually takes its place. Note that the pusher does not have central thinning, unlike the contact member 6. The ring 10 leaves no empty space over the pusher 5. When separating the contact member 6 from the first pole 21, there is inevitably appearance of an electric arc. This arc is stifled by the arrival of the pusher 5 in the P10-1617-FR ring 10, since the pusher 5 and the ring 10, are both arc-resistant. Those skilled in the art will be able to choose accordingly the appropriate constituent materials. Therefore, the electric arc that could be born between one 21 of the poles and the contact member 6 is immediately suffocated by this pusher 5.

La figure 3 illustre la configuration du dispositif de coupure à la fin de la manoeuvre d'ouverture. On voit que l'organe de contact 6 a été propulsé jusque contre les rondelles d'amortissement 7 et 8. Le poussoir 5 occupe sensiblement la position qu'avait l'organe de contact 6 à la figure 1.  Figure 3 illustrates the configuration of the cutoff device at the end of the opening maneuver. It can be seen that the contact member 6 has been propelled up against the damping washers 7 and 8. The pusher 5 occupies substantially the position that the contact member 6 had in FIG.

Si l'on veut réutiliser le dispositif de coupure, il suffit de dévisser la butée d'arrêt 9, d'extraire les rondelles d'amortissement 7 et 8, l'organe de contact 6, le poussoir 5, le piston 4, puis on enlève l'anneau 33, ce qui permet d'ôter et de jeter l'allumeur pyrotechnique 3. On installe ensuite un allumeur pyrotechnique neuf que l'on immobilise grâce à un anneau de préférence neuf, puis on remonte le piston 4, le poussoir 5, l'organe de contact 6 et les rondelles d'amortissement 7 et 8, (de préférence, les rondelles d'amortissement sont neuves), puis on visse la butée d'arrêt 9. Il suffit de remonter le dispositif de coupure dans le circuit qu'il protégeait, en connectant la ligne de puissance aux pôles 21 et 22, et en branchant les bornes 31 au circuit de commande.  If we want to reuse the cutoff device, simply unscrew the stopper 9, extract the damping washers 7 and 8, the contact member 6, the pusher 5, the piston 4, and then the ring 33 is removed, which makes it possible to remove and discard the pyrotechnic igniter 3. A new pyrotechnic igniter is then installed which is immobilized by means of a preferably new ring, then the piston 4 is raised, the 5, the contact member 6 and the damping washers 7 and 8, (preferably the damping washers are new), then the stopper 9 is screwed on. It is sufficient to reassemble the cutoff device in the circuit it protected, by connecting the power line to the poles 21 and 22, and by connecting the terminals 31 to the control circuit.

Ainsi, l'invention permet de réaliser un dispositif de coupure qui peut être piloté, c'est-à-dire dont on commande effectivement l'ouverture indépendamment de l'importance du dépassement du courant nominal. On peut d'ailleurs provoquer le fonctionnement du dispositif de coupure pour de nombreux types de défauts autres qu'un dépassement de courant nominal. On peut déclencher le système suite à un défaut constaté sur un autre dispositif. Le temps de coupure est particulièrement réduit grâce au fait qu'il permet de déplacer rapidement l'organe assurant le contact électrique tout en étouffant l'arc électrique, qui inévitablement s'amorce.  Thus, the invention makes it possible to produce a cut-off device that can be controlled, that is to say, whose opening is effectively controlled regardless of the importance of exceeding the nominal current. It can also cause the operation of the cutoff device for many types of faults other than a current overshoot. The system can be triggered following a fault found on another device. The cutoff time is particularly reduced thanks to the fact that it allows to quickly move the body ensuring the electrical contact while stifling the electric arc, which inevitably begins.

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Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de coupure pour circuit électrique, le dispositif de coupure comportant un premier (21) et un second (22) pôles électriques, le dispositif de coupure étant destiné à interrompre la continuité électrique entre lesdits premier (21) et second (22) pôles électriques, les premier et second pôles électriques étant reliés mécaniquement et isolés électriquement par un fourreau (1) réalisé en matière non conductrice de l'électricité, le dispositif de coupure comprenant un allumeur pyrotechnique (3) relié à des bornes de commande (31), l'ouverture électrique du dispositif de coupure étant commandée par un signal électrique de commande appliqué auxdites bornes de commande (31), caractérisé en ce que le premier pôle (21) forme au moins en partie un premier manchon (210) et le second pôle (22) forme au moins en partie un second manchon (220), la forme et les dimensions intérieures desdits premier (210) et second (220) manchons étant sensiblement identiques, en ce que le dispositif de coupure comprend une bague (10) en matériau non conducteur de l'électricité et résistant aux arcs électriques, la bague (10) étant disposée entre lesdits premier (210) et second (220) manchons, la forme et les dimensions intérieures de la bague (10) étant sensiblement identiques à celles desdits premier (210) et second (220) manchons, en ce que le dispositif comprend un organe de contact (6) conducteur de l'électricité, mobile à l'intérieur desdits premier (210) et second (220) manchons, en ce qu'un poussoir (5) est incorporé à l'intérieur du premier manchon entre l'organe de contact (6) et l'allumeur pyrotechnique (3), en ce que le poussoir est réalisé en matériau non conducteur de l'électricité et résistant à un arc électrique, la forme et les dimensions extérieures du poussoir étant ajustées à la forme et aux dimensions intérieures desdits manchons, de façon à ce que ledit poussoir (5) et ledit organe de contact (6) puissent coulisser à l'intérieur des premier (210) et second (220) manchons entre une première position dans laquelle ledit organe de contact (6) assure un pontage électrique entre lesdits premier et second pôles électriques et le poussoir est situé en totalité à l'intérieur du premier manchon et une seconde position dans laquelle le poussoir chevauche les premier et second pôles électriques et l'organe de contact est totalement repoussé à l'intérieur du second manchon.  1. Cut-off device for an electric circuit, the cut-off device comprising a first (21) and a second (22) electric pole, the cut-off device being intended to interrupt the electrical continuity between said first (21) and second (22) electrical poles, the first and second electric poles being mechanically connected and electrically isolated by a sleeve (1) made of non-electrically conductive material, the breaking device comprising a pyrotechnic igniter (3) connected to control terminals (31); ), the electrical opening of the breaking device being controlled by an electrical control signal applied to said control terminals (31), characterized in that the first pole (21) forms at least partly a first sleeve (210) and the second pole (22) forms at least in part a second sleeve (220), the shape and internal dimensions of said first (210) and second (220) sleeves being substantially identical in that the cut-off device comprises a ring (10) of non-electrically conductive material and resistant to electric arcs, the ring (10) being disposed between said first (210) and second (220) sleeves, the shape and inner dimensions of the ring (10) being substantially identical to those of said first (210) and second (220) sleeves, in that the device comprises a contact member (6) electrically conductive, movable to the interior of said first (210) and second (220) sleeves, in that a pusher (5) is incorporated inside the first sleeve between the contact member (6) and the pyrotechnic igniter (3), in that the pusher is made of electrically non-conductive and arc-resistant material, the shape and external dimensions of the pusher being adjusted to the shape and internal dimensions of said sleeves, so that said pusher ( 5) and said contact member (6) can slide inside the first (210) and second (220) sleeves between a first position in which said contact member (6) provides electrical bridging between said first and second electric poles and the pusher is located entirely at inside the first sleeve and a second position in which the pusher overlaps the first and second electrical poles and the contact member is fully pushed back inside the second sleeve. P10-1617-FR  P10-1617-EN 2. Dispositif de coupure selon la revendication 1, dans lequel le premier manchon (210) contient un piston de propulsion (4) interposé entre le poussoir (5) et l'allumeur pyrotechnique (3), le piston de propulsion étant monté coulissant à l'intérieur dudit premier manchon.2. Cut-off device according to claim 1, wherein the first sleeve (210) contains a propulsion piston (4) interposed between the pusher (5) and the pyrotechnic igniter (3), the propulsion piston being slidably mounted to inside said first sleeve. 3. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la forme et les dimensions extérieures dudit organe de contact (6) s'ajustent par déformation élastique à la forme et aux dimensions intérieures desdits premier et second manchons.  3. Cut-off device according to one of claims 1 or 2, wherein the shape and outer dimensions of said contact member (6) fit by elastic deformation to the shape and internal dimensions of said first and second sleeves. 4. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le second pôle (22) contient une butée d'arrêt (9).  4. Cut-off device according to one of claims 1 to 3, wherein the second pole (22) contains a stopper (9). 5. Dispositif de coupure selon la revendication 4, dans lequel au moins une rondelle 15 d'amortissement (7) ou (8) en matériau élastomérique est montée devant la butée d'arrêt (9).  5. Cutting device according to claim 4, wherein at least one damping washer (7) or (8) of elastomeric material is mounted in front of the stopper (9). 6. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le fourreau (1) entoure les surfaces extérieures respectives des premier (21) et second (22) 20 pôles en les chevauchant partiellement.  6. Cut-off device according to one of claims 1 to 5, wherein the sheath (1) surrounds the respective outer surfaces of the first (21) and second (22) poles 20 partially overlapping. 7. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les pôles (21 et 22) et l'organe de contact (6) sont réalisés en cuivre.  7. Cut-off device according to one of claims 1 to 6, wherein the poles (21 and 22) and the contact member (6) are made of copper. 8. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le poussoir (5) est réalisée en céramique.  8. Cut-off device according to one of claims 1 to 7, wherein the pusher (5) is made of ceramic. 9. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 2 à 8, dans lequel le piston (4) est en matière plastique.  9. Cut-off device according to one of claims 2 to 8, wherein the piston (4) is plastic. 10. Dispositif de coupure selon l'une des revendications 1 à 9, de forme générale cylindrique, les premier et second manchons formant une chambre intérieure cylindrique, le poussoir étant cylindrique, l'organe de contact étant cylindrique.  10. Cut-off device according to one of claims 1 to 9, of generally cylindrical shape, the first and second sleeves forming a cylindrical inner chamber, the pusher being cylindrical, the contact member being cylindrical. P10-1617-FRP10-1617-EN