Brevet FR2493031A1 — publié le 19820430

ENCLUNCHEUR RAPIDE A CONTACT COULISSANT. L'invention est relative à un enclencheur électrique à fermeture rapide comprenant un contact fixe en forme de pince ayant des doigts de contact sollicités en position de contact et susceptible de coopérer avec un contact mobile allongé monté à coulissement axial et venant en position de fermeture s'insérer entre lesdits doigts de contact et un mécanisme de commande de déplacement rapide dudit contact mobile en position de fermeture. Les enclencheurs connus du genre mentionné comportent un équipage mobile déplacé très rapidement en position de fermeture. Ce déplacement rapide pose des problèmes de freinage de l'équipage mobile après la fermeture des contacts et de venue en contact du contact mobile avec la pièce de contact fixe en évitant tout rebondissement susceptible de provoquer un amorçage d'arc électrique entre les contacts. Cette dernière condition est impérative pour un enclencheur à très fort pouvoir de fermeture. Les solutions apportées au problème précité sont compliquees et imparfaites. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de permettre la réalisation d'un enclencheur ultrarapide à très fort pouvoir de fermeture d'une construction simple et fiable. L'enclencheur selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte une masselotte coaxiale audit contact mobile et montée à coulissement axial, ladite masselotte étant insérée en position de fermeture entre lesdits doigts de contact pour maintenir à écartement lesdits doigts et a être frappée par le contact mobile venant en position de fermeture pour reprendre par choc élastique l'énergie cinétique du contact mobile en étant expulsée ilors des doigts de contact, les contours externes de la masselotte et du contact mobile étant identiques pour éviter tout déplacement sensible et tout rebondissement des doigts de contact lors du remplacement de la masselotte par le contact mobile dans la position d'insertion entre les doigts de contact. Le contact mobile et la masselotte ont avantageusement une section circulaire identique et coopèrent avec un contact fixe en forme de tulipe ayant des doigts de contact répartis circonférentiellement pour venir enserrer la masselotte en position d'ouverture de l'enclencheur, et le contact mobile en position de fermeture de l'enclencheur. La masselotte est en faible retrait des doigts de contact de manière que le contact mobile pénètre entre les doigts de contact avant de percuter et d'éjecter la masselotte. On comprend que les doigts de contact ne subissent aucun déplacement ou rebondissement, le contact mobile prenant exactement la place de la masselotte. La commande de déplacement du contact mobile comporte un actionneur électrodynamique à effet Thomson, par exemple du type décrit dans le brevet français NO 2.247.118. L'énergie emmagasinée par la masselotte lors du choc élastique est dispersée par un système de freinage ou d'amortissement quelconque, par exemple à frottement ou à dashpot. Dans ce dernier cas, la masselotte est agencée en piston de compression d'un fluide susceptible de s'échapper par des orifices limités d'une manière bien connue des spécialistes. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un enclencheur selon l'invention, représenté en position ouvert; les figures 2 et 3 sont des vues analogues à celle de la figure 1 montrant l'enclencheur respectivement en position intermédiaire de fermetur et en position de fermeture; la figure 4 est une coupe axiale suivant la ligne IV-IV de la fig. 1. Sur les figures, une enveloppe 10 allongée contient un qaz diélectrique, notamment de l'hexafluorure de soufre, sous une pression appropriée, et la paroi de l'enveloppe 10 est traversée par deux traversées échelonnées 12, 14, agencées en bornes d'entrée et de sortie d'un enclencheur loge a l'intérieur de l'enveloppe 10. La traversée 14 pré-sente un orifice 18 de passage et de guidage d'une tige de conact mobile 20 portant à l'une de ses extrémités un contact mobile 22 et à son extrémité opposée un disque conducteur 24. La tige de contact 20 est susceptible de coulisser axialement pour coopérer avec un ensemble fixe désigné par le repère général 26 porté par la traversée opposée 12.Un contact glissant 28 d'amenée de courant est constitué par une pluralité de doigts de contact élastiques 30, assujettis par l'une de leurs extrémités à la traversée 14 et disposés circonférentiellement autour du contact mobile de manière à coopérer à glissement par leurs extrémités opposées 32 avec le contact mobile 22 en forme de cylindre. Un ressort annulaire 34 coopère avec les extrémités opposées 32 pour solliciter ces dernières élastiquement au contact du contact mobile 22. D'une manière analogue, la traversée 12 porte un contact fixe 36 en forme de tulipesconstitué par une pluralité de doigts de contact 38 fixés par l'une de leurs extrémités 40 à la traversée 12 et s'étendant coaxialement au contact mobile 22. Les extrémités libres 42 du contact fixe en tulipe 36 sont disposées en regard des extrémités 32 à un intervalle suffisant pour assurer l'isolement entre la sortie et l'entrée 12, 14 de l'enclencheur en position ouvert de ce dernier. La traversée 12 présente un orifice 44 de traversée et de guidage d'un cylindre écarteur 46 formant une masselotte coulissante. Le diamètre de la masselotte cylindrique 46 est exactement le meme que celui du contact mobile cylindrique 22, la masselotte 46 et le contact mobile 22 étant coaxiaux et mobiles axialement.Un ressort 48 sollicite la masselotte cylindrique 46 en direction du contact mobile 22, le déplacement dans cette direction étant limité par une collerette 50 venant buter sur la traversée 12. En position de butée de la masselotte 46 son extrémité 52 est insérez entre les extrémités 42 des doigts de contact 38 du contact en tulipe 36, la face frontale de l'extrémité 52 de la masselotte 46 étant légèrement en retrait de l'extrémité 42 des doigts de contact 38. Un ressort 54 entoure les doigts de contact 38 pour maintenir les extrémités 42 au contact du cylindre écarteur 46. Il est facile de voir que lors d'un déplacement de 11 équipage mobile 20, 22, 24 en direc tion de fermeture de l'enclencheur, le contact mobile 22 pénètre entre les doigts de contact 38 du contact fixe en tulipe 36 et percute la masselotte 46 qui est expulsée par choc élastique à l'encontre du ressort de rappel 48.Dès l'éjection de la masselotte 46 les extrémités 42 des doigts de contact 38 prennent appui sur le contact mobile 221con- situant un pont de contact entre le contact glissant 28 et le contact en tulipe 36 pour assurer le passage du cou ranz. Le disque conducteur 24 appartient a' un actionneur électrodynamique, désigné par le repère général 56, de préférence du type décrit dans le brevet français NO 2.247.118. La structure et le fonctionnement de l'actionneur électrodynami que 5 ne seront que brièvement rappelés, le lecteur soucieux de plus amples détails pouvant se reporter au brevet précité. Le disque conducteur 24 est disposé en regard d'une bobine 58 susceptible d'être alimentée par une décharge électrique, par exemple par la décharge d'une batterie de condensateurs (non représentée3. En position d'ouvert ture de l'enclencheur, le disque conducteur 24 est pratiquement au contact de la bobine 58 et est soumis à des courants induits intenses lors de l'alimentation de la bobine 58. Le disque 24 est alors répulsé par effet Thomson et entraine dans son déplacement la tige de contact 20 et le contact mobile 22 en direction de fermeture de I'enclencheur. Une tige de verrouillage 60 prolonge la tige de contact 20 en traversant la bobine 55 et coopère avec un dispositif de verrouillage 62 constitué par des rouleaux de coincement 64. Le dispositif de verrouillage 62 autorise un libre deplacement de la tige 60 et de ltéquipage mobile associé en direction de fermeture de l'enclencheur, mais s'oppose à tout déplacement en direction opposée. Un ressort de rappel 66 sollicite l'équipage mobile 20, 22, 24, 60 en direction d'ouverture de l'enclencheur, un tel déplacement n'étant possible qu'en position de déverrouillage du dispositif 62. Le déverrouillage peut etre commandé par tout moyen approprié, notamment par un actionneur élecrodynamique (non r- présenté) repoussant les rouleaux 64 en position de déverrouillage. L'enclencheur selon l'invention fonctionne de la manière suivante En position d'ouverture, représentée à la figure 1, l'isolement entre les traversées 12, 14 est assuré par l'espace rempl du gaz diélectrique séparant le contact glissant d'amenée de courant 28 et le contact en tulipe fixe 36. Le guide écarteur formant masselotte 46 est inséré entre les doigts de contact 38 et maintientces doig-ts de contact en une position permettant une pénétration du contact mobile 22 sans déplacement latéral des doigts de contact 38. La fermeture de l'enclencheur est commandée par la décharge de la batterie de condensateurs dans la bobine 58 provoquant par effet Thomson une répulsion ultrarapide du disque conducteur 24.L'équipage mobile constitué par le disque 24, la tige de contact 20, le contact mobile 22 et la tige de verrouillage 60, est déplacé très rapidement en direction de fermeture vers la gauche sur la figure 1. Le contact mobile 22 pénètre entre les doigts de contact 36 dont l'écartement correspond exactement au diamètre du contact mobile 22, cc dernier percutant -la masselotte 46, qui est déplacée vers la gauche sur la figure 1 (fig. 2). Le choix des matériaux du contact mobile 22 et de la masselotte 46 permet d'obtenir un choe élastique entre le contact mobile 22 et la masselotte 46, qui assure le transfert de la quasi-totalité de l'énergie cinétique de l'équipage mobile 20, 22, 24, 60 vers la masselotte 46, l'équipage mobile s'arretant rapidement en position de fermeture de l'enclencheur et le,dispositif de verrouillage 62 empêchant tout déplacement en direction inverse d'ouverture sous l'action du ressort de rappel 66. La masselotte percutée 46 effectue un mouvement de va et vient pour venir finalement en appui du contact mobile 22 sous l'action du ressort de rappel 48.Dès l'éjection de la masselotte 46, les doigts de contact 38 prennent appui sur le contact mobile 22, qui constitue un pont de contact entre le contact en tulipe 36 et le contact glissant d'amenée de courant 28. L'ensemble est agencé de telle manière que la masselotte reste en dehors des extrémités 42 des doigts de contact 38 en position de fermeture de l'enclencheur, représentée à la figure 3. On comprend que le diamètre du contact mobile 22 étant exactement égal à celui de la masselotte 46, la pénétration du contact mobile 22 entre les doigts de contact 38 s'effectue sans aucun rebondissement, empêchant toute formation d'un arc électrique susceptible d'éroder les surfaces de contact. L'ouverture de l'enclencheur est commandée par déverrouillage du dispositif de verrouillage 62, le ressort de rappel 66 déplaçant l'équipage mobile 60, 20, 22, 24 vers la droite sur la figure 3. La masselotte 46 accompagne sur une courte distance le contact mobile dans sa course d'ouverture et pénètre entre les doigts de contact 38 pour maintenir ces derniers en position écartée Dès la venue en butée de la collerette 50, la masselotte 46 est retenue dans la position illustrée à la figure 1. L'ouverture s'effectue comme la fermeture sans déplacement notable des doigts de contact 38 du contact fixe 36. L'énergie cinétique transmise à la masselotte 46 est dissi pee par simple frottement ou de préférence par un syste amorttsseur du type dashpot. Sur la figure 1 on a représen té schématiquement en trait discontinu un cylindre 6S, porté par le fond de l'enveloppe 10 dans lequel pénètre la collerette 50 agencée en piston. L'échappement du fluide comprimé lors de la pénétration de la collerette 50 dans le cylindre 6 assure une dissipation de l'énergie et un freinage du déplacement de la masselotte 46. Tout autre dispositif de freinage ou d'amortissement mécanique ou hydraulique peut bien entendu être mis en oeuvre. L'invention ntest bien entendu nullement limitée au modc de mise en oeuvre plus particulièrement décrit, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante, notamment à celle dans laquelle l'amenée du courant au contact mobile serait réalisée par un conducteur souple ou tout autre dispositif équivalent ou celle encore dans laquelle le guidage de l'équipage mobile et de la masselotte ou la commande de déplacement de l'équipage mobile serait réalisé d'une manière différente. Revendications 1. Enclencheur électrique à fermeture rapide comprenant un contact fixe (36) en forme de pince ayant des doigts de con tact (38) sollicités en position de contact et susceptible de coopérer avec un contact mobile (22) allongé monté à cou lissement axial et venant en position de fermeture s'insé- rer entre lesdits doigts de contact (38) et un mécanisme de commande (56) de déplacement rapide dudit contact mobile (22) en position de fermeture, caractérisé en ce qu'il comporte une masselotte (46) coaxiale audit contact mobile (22) et montée à coulissement axial, ladite masselotte étant in serve en position de fermeture entre lesdits doigts du contact (38) pour maintenir à écartement lesdits doigts et a' etre frappée par le contact mobile (22) venant en position de fermeture pour reprendre par choc élastique l'énergie cinétique du contact mobile en étant expulsée hors des doigts de contact (38), les contours externes de la masselotte (46) et du contact mobile (22) étant identiques pour eviter tout déplacement sensible et tout rebondissement des doigts de contact (38) lors du remplacement de la masselotte (46) par le contact mobile 22) dans la position d'insertion entre les doigts de contact (38). 2. Enclencheur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite masselotte (46) et le contact mobile (22) ont un contour externe cylindrique coopérant avec un contact fixe (36) en forme de tulipe constitué par des doigts de contact (38) répartis circonférentiellement. 3. Enclencheur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la masselotte (46) est en faible retrait dés extrémités (42) des doigts-de contact (38) en position d'ouverture de l'enclen- cheur, de façon que le contact mobile (22) pénètre entre les doigts de contact (38) maintenus écartés par la masse lotte (46) avant de percuter et d'éjecter cette dernière. 4. Enclencheur selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'en position de fermeture la masselotte (4C,) est maintenue en appui du contact mobile (22) en une position inactive en dehors des doigts de contact (38). 5. Enclencheur selon la revendication 1,2,3 ou 4, caractérisé en ce que ledit contact mobile (22) est agencé en pont de contact coopérant à glissement avec une deuxième pince de contact fixe (28), lesdites pinces (28, 36) de contact fixe étant coaxiales et espacées pour etre pontées par le contact mobile (22) en position de fermeture. 6. Enclencheur selon la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé par un amortisseur (68) coopérant avec ladite masselotte (46) pour freiner le déplacement de cette dernière et un ressort de rappel (48) de la masselotte en direction du contact mobile (22). 7. Enclencheur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite masselotte (46) est agencée en piston (50) de freinage du déplacement. 8. Enclencheur selon 1 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit contact mobile (22) est commanaé par un actionneur électrodynamique (56) à'ef- fet Thomson comprenant un disque conducteur (24) solidaire du contact mobile (22) disposé en position ouvert de l'en- clencheur en face d'une bobine (58), de manière à être répulsé lors d'une décharge électrique parcourant la bobine.