Brevet FR2449963A1 — publié le 19800919

L'invention, due à la collaboration de Messieurs Dominique FERRUCCI et André DUCLUZAUX, est relative à un appareil mécanique de connexion électrique, notamment à un inverseur à commande électrodynamique de fermeture rapide d'une paire de contacts inverseur, comprenant un disque conducteur disposé en regard et à faible distance d'un bobinage en position d'ouverture de ladite paire de contacts inverseur et un percuteur solidaire dudit disque pour déplacer rapidement le contact mobile de ladite paire de contacts en position de fermeture, lors de l'alimentation dudit bobinage et de la répulsion électrodynamique dudit disque. La demande de brevet français N 78 14691, déposée le 17 mai 1978 par la demanderesse, décrit un appareil de connexion du genre mentionné, réalisant une commutation rapide de sources d'alimentation, notamment pour une alimentation continue d'onduleurs. La rapidité de fermeture des contacts inverseur actionnés par la commande électrodynamique s'accompagne de rebondissements des contacts préjudiciables à l'alimentation continue. La présente invention a pour but de perfectionner l'appareil inverseur susmentionné en vue d'éviter tout rebondissement des contacts à la fermeture. L'appareil de connexion selon la présente invention est caractérisé par le fait que ledit contact mobile est monté élastiquement sur un coulisseau agencé en masselotte, disposée sur la trajectoire de déplacement du percuteur pour être frappée par ce dernier et se déplacer vers la position de fermeture de ladite paire de contacts, lors d'une alimentation dudit bobinage et que ladite masselotte porte une butée de percussion dudit contact mobile pour venir frapper ce dernier après la fermeture de ladite paire de contacts au cours d'une course poursuivie de la masselotte et éviter tout rebondissement du contact mobile. Le coulisseau assure des fonctions multiples, notamment de support du contact mobile inverseur, de transmission de la force de commande de fermeture du contact inverseur et de masselotte venant frapper le contact inverseur rebondissant sur le contact fixe associé. Le coulisseau est avantageusement intercalé entre un pont de contact interrupteur et un pont de contact inverseur, monté à débattement limité sur ledit coulisseau. L'ensemble coulisseau et ponts de contact inverseur et interrupteur constitue l'équipage mobile de l'appareil de connexion, qui co opère avec le percuteur de la commande électrodynamique.Le percuteur déplace rapidement l'équipage mobile vers la position de fermeture du contact inverseur et d'ouverture du contact interrupteur et maintient ltéquipage mobile dans cette position par un dispositif de verrouillage à billes ou à rouleaux du type décrit en détail dans la demande de brevet précitée. Le déverrouillage de cet accrochage à billes ou à rouleaux autorise la refermeture du contact interrupteur et réciproquement l'ouverture du contact inverseur- sous l'action d'un ressort de rappel agissant sur le coulisseau de l'équipage mobile, Pans ce cas, le mouvement est relativement lent et un rebondissement des contacts à la fermeture est de ce fait évité. L'ensemble des contacts inverseur et interrupteur est logé dans un bottier moulé contenant les chambres de coupure à tAcles de désionisation. Les tales s'étendent perpendiculairement à la direction de déplacement de l'équipage mobile et peuvent être communes ou individuelles aux contacts inverseur et interrupteur. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un parole de l'appareil de connexion selon l'invention, représenté en position de repos; la figure 2 est une vue partielle de la figure 1, montrant les contacts en position de fermeture de l'inverseur; la figure 3 est une vue schématique de celé, partiellement arrachée, du bloc de contact de l'appareil selon la figure 1. Sur les figures, un ptle d'un appareil de connexion comporte un bloc de contact ou inverseur 10 actionné par une commande électrodynamique 12 du type décrit dans le brevet français NO 2.247.118 et dans la demande de brevet français précitée. On reconnatt le percuteur 14 en forme de tige coulissante monté à coulissement dans le bloc 16 de la commande électrodynamique 12. La tige 14 porte un disque conducteur 18 disposé, en position de repos, en regard d'un bobinage 20 noyé dans le bloc 16. Le prolongement de la tige 14 coopère avec'un dispositif de verrouillage unidirectionnel à rouleaux de coincement 22, sollicités en position de blocage par des ressorts 24.Le dispositif de verrouillage autorise un libre coulissement de la tige 14 dans le sens d'action nement de l'inverseur 10 et est capable de verrouiller la tige 14 en direction inverse. Une commande de déverrouillage à effet élec trodynamique comprend un bobinage 26, coopérant avec un disque conducteur 28, capable de repousser les rouleaux de coincement 22 à l'encontre des ressorts 24 dans une position de déverrouillage de la tige 14. Cet actionneur électrodynamique étant bien connu, il suffit de rappeler que le déplacement de la tige 14 est provoqué par une décharge électrique dans le bobinage 20, qui engendre par effet Thomson une répulsion brusque du disque 18. Le percuteur 14 actionne l'inverseur 10 et tout retour de la tige coulissante 14 est empoché par l'accrochage à rouleaux 22.Un déverrouillage de la tige 14 est commandé par une décharge électrique dans le bobinage 26 provoquant la répulsion du disque 28 par effet Thomson, lequel repousse dans son déplacement les rouleaux de coincement 22 et libère ainsi la tige 14 rappelée par un dispositif élastique en position d'origine. La commande électrodynamique réalise un déplacement rapide du percuteur 14, le mouvement de retour engendré par des ressorts de rappel étant plus lent. Le percuteur 14 pénètre à l'intérieur d'un bottier moulé 30 de l'inverseur 10 et coopère avec un pont de contact 32 venant en position de fermeture, représentée sur la figure 1, au contact de contacts fixes 34, 36, reliés à des bornes d'entrée et de sortie 38, 40. Les contacts fixes 34, 36 et le pont de contact mobile 32 constituent un interrupteur ou disjoncteur à ouverture rapide par répulsion électrodynamique du disque conducteur 18 et déplacement rapide du percuteur 14 venant frapper le pont de contact 32.Le pont de contact mobile 32, en forme de barrette, est monté à coulissement libre dans un guide 42 et la face supérieure du pont 32 présente un évidement de centrage .44 recevant une partie conjuguée d'un coulisseau 4Ó. Un ressort 48, qui peut être dédoublé, est intercalé entre la face du boîtier 30 et ltextrémité opposée du coulisseau 46, de manière à solliciter ce dernier en appui du pont de contact mobile 32. I est facile de voir que le pont de contact mobile 32 est coincé entre le coulisseau 46 et le percuteur 14. Le coulisseau 46 présente une lumière 58 recevant un pont de contact mobile 6C, analogue au pont de contact 32 et susceptible de coopérer avec des contacts fixes 62, 64, connectés des bornes d'entrée et de sortie 66, 68. Les contacts 6C, 62, 54 constituent des contacts inverseur, qui sont en position ouverte lors de la fermeture des contacts interrupteur 32, 34, 36 et in versement, sont en position fermée lorsque les contacts interrupteur 3?, 3;,, 56 sont ouverts. Le pont de contact mobile 60 est guidé dans son dc-'placement par le guide 42 et est monté avec jeu lon- gitudinal dans les lumières 58 du coulisseau 46. Un ressort de compression 7C, logé dans un évidement du coulisseau 46, sollicite par l'intermédiaire d'un poussoir 72 le pont de contact 60 en appui des bords supérieurs des lumières 58 du coulisseau 46 en direction de fermeture des contacts inverseur 60, 62, 64.Des chambres de coupure 74, 76, à tôles de désionisation 78, sont disposées de part et d'autre du coulisseau 46, de manière à capter et à éteindre les arcs tirés entre les contacts se séparant 32, 34, 36 et 60, 62, 64. Les chambres de coupure 74, 76 peuvent entre communes aux contacts interrupteur 32, 34, 36 et aux contacts inverseur 60, 62, 64 ou être subdivisées de la manière représentée à la figure 1, en deux parties, chacune associée à l'un des contacts interrupteur ou inverseur. Le bord inférieur 80, situé du coté du contact mobile interrupteur 32, de la lumière 58, ménagée dans le coulisseau 46, constitue une surface de butée, limitant le déplacement du contact mobile 60 par rapport au coulisseau 46 à l'encontre du ressort 70. L'appareil de connexion fonctionne de la manière suivante Dans la position de fermeture des contacts interrupteur 32, 34, 36, représentée à la figure 1, la pression de contact est fournie par le ressort de rappel 48, qui sollicite le coulisseau 46 en appui du pont de contact mobile 32. La tige coulissante 14 est dans une position déverrouillée, grce à des encoches de logement des rouleaux de blocage 22. Les contactsinverseur 60, 62, 64 sont ouverts. Une commande d'ouverture des contacts interrup teur 32, 34, 36 est réalisée par une décharge électrique dans le bobinage 20, qui provoque un déplacement rapide du percuteur 14 vers le haut sur la figure. Le percuteur 14 frappe le pont de contact mobile 32, qui transmet cette impulsion au coulisseau 46, lequel est projeté vers le haut.Le pont de contact mobile 32 s ou- vre rapidement et est maintenu en positiond'ouverture par la tige du percuteur 14 verrouillée par les rouleaux de coincement 22. Le coulisseau 46 entrasse dans son déplacement le pont de contact mobile 60, qui vient frapper les contacts fixes 62, 64. Le choc élastique sur ces contacts fixes 62, 64 tend à faire rebondir le pont de contact mobile 60, ce mouvement inverse étant empêché par le déplacement poursuivi du coulisseau 46 dont la surface de butée 80 vient frapper le pont de contact mobile 60 au moment où celui-ci tend à amorcer un mouvement de recul. Tout rebondissement du pont de contact mobile 60 est ainsi éliminé, et le coulisseau 46 vient confirmer la fermeture des contacts inverseur 60, 62, 64.La course du coulisseau 46, freiné par la compression du ressort 70, est stoppée par le choc de la butée 80 contre le pont de contact 60, et le coulisseau 46 est maintenu dans cette position relevée par le percuteur 14 verrouillé par les rouleaux de coincement 22. Dans cette position de fermeture des contacts inverseur 60, 62, 64 et d'ouverture des contacts interrupteur 32, 34, 36, la pression de contact est fournie par le ressort 70. Par un choix judicieux de la masse de la masselotte coulisseau 46 et de la course libre du pont de contact 60 on parvient à éliminer tout rebondissement des contacts 60, 62, 64. La position de fermeture des contacts inverseur 60, 62, 64, représentée à la figure 2, est une position stable, et le retour en position originale est commandé par une décharge dans le bobinage 26 provoquant le décoincement des rouleaux 22 et la libération de la tige percuteur 14. L'équipage mobile, constitué par le coulisseau 46 et les ponts de contacts mobiles 32, 60, n'est plus retenu par le percuteur 14 et se déplace sous l'action du ressort de rappel 48 vers la position, représentée sur la figure 1, de fermeture des contacts interrupteur 32, 34, 36, et d'ouverture des contacts inverseur 60, 62, 64. Cette manoeuvre, engendrée par le ressort 48, est notablement plus lente que celle provoquée par la commande électrodynamique à effet Thomson et tout risque de rebondissement des contacts à la fermeture peut entre facilement évité.Les arcs tirés entre les contacts qui se séparent sont rapidement éteints dans les chambres de coupure 74, 76. L'appareil décrit ci-dessus peut titre utilisé comme permutateur de sources, notamment d'alimentation d'un onduleur. I1 est clair qu'il est utilisable dans tout circuit nécessitant une fermeture rapide de contacts sans risque-de rebondissement, l'ou- verture de ces contacts s'effectuant à une vitesse inférieure ou éventuellement égale par utilisation d'un deuxième actionneur électrodynamique. I1 est clair que le pont de contact mobile 32 peut être solidarisé au coulisseau 46 et que le percuteur 14 peut dans ce cas frapper directement le coulisseau 46. Par un choix approprié des masses du percuteur 14, de la masselotte 46 et des ponts de contact 32, 60, il est possible d'obtenir une vitesse de déplacement convenable du coulisseau 46. Le choix des matériaux venant se frapper influence également cette vitesse de déplacement. L'appareil est particulièrement simple et robuste et peut Etre réalisé à partir d'éléments standard. Le mEme actionneur électrodynamique 12 peut commander les trois pales du mdme appareil ou chaque polie peut être équipé de son propre actionneur. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté. R:VRNDICATIONS 1. Appareil mécanique de connexion électrique, notamment inverseur à commande électrodynamique de fermeture rapide d'une paire de contacts inverseur, comprenant un disque conducteur disposé en regard et à faible distance d'un bobinage en position d'ouverture de ladite paire de contacts inverseur et un percuteur so lidaire dudit disque pour déplacer rapidement le contact mobile de ladite paire de contacts en position de fermeture, lors de l'alimentation dudit bobinage et de la répulsion électrodynamique dudit disque, caractérisé par le fait que ledit contact mobile est monté élastiquement sur un coulisseau agencé en masselotte disposée sur la trajectoire de déplacement du percuteur pour être frappée par ce dernier et se déplacer vers la position de fermeture de ladite paire de contacts lors d'une alimentation dudit bobinage et que ladite masselotte porte une butée de percussion dudit contact mobile pour venir frapper ce dernier après la fermeture de ladite paire de contacts au cours d'une course poursuivie de la masselotte et éviter tout rebondissement des contacts. 2. Appareil de connexion selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit coulisseau présente une lumière de passage d'une barrette portant ledit contact mobile inverseur, ladite lumière s'étendant dans la direction de déplacement dudit coulisseau pour autoriser un mouvement relatif de la barrette suivant cette direction et qu'un organe élastique sollicite ladite barrette en direction de fermeture de ladite paire de contacts en appui du rebord conjugué de ladite lumière, le rebord opposé de la lumière constituant ladite butée de percussion. 3. Appareil de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un moyen élastique de sollicitation dudit coulisseau en position d'ouverture de ladite paire de contacts inverseur. 4. Inverseur à commande électrodynamique comprenant une paire de contacts interrupteur à ouverture rapide et une paire de contacts inverseur à fermeture rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'une desdites paires de contacts étant ouverte quand l'autre est fermée et réciproquement, caractérisé en ce que ledit coulisseau - masselotte est interposé entre le contact mobile interrupteur et le contact mobile inverseur pour relier mécaniquement lesdits contacts mobiles et transmettre au contact mobile inverseur un mouvement rapide de déplacement du contact interrupteur, engendré par ladite commande électrodynamique. 5. Inverseur selon la revendication 4, caractérisé par un pont de contact interrupteur interposé entre ledit percuteur et ledit coulisseau, un pont de contact inverseur monté élastiquement à déplacement limité dans la direction de coulissement du coulisseau sur le coulisseau, un ressort de pression de contact sollicitant le pont de contact inverseur en position d'écartement du pont de contact interrupteur et un ressort de rappel sollicitant le coulisseau en direction de fermeture des contacts interrupteur. 6. Inverseur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par un dispositif de verrouillage mécanique de ladite commande électrodynamique en position de fermeture desdits contacts inverseur. 7. Inverseur selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé par un bottier de logement desdites paires de contacts inverseur et interrupteur et des chambres de coupure associées. 8. Inverseur selon- la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdites chambres de coupure comprennent des tôles de désionisation s'étendant perpendiculairement à la direction de déplacement du coulisseau, les chambres des contacts inverseur et des contacts interrupteur étant superposées.