Brevet FR2592211A1 — publié le 19870626

L'invention a pour objet un dispositif à piston et cylindre, en particulier pour l'entraiment d'un disjoncteur à haute tension pour coupure en charge, comportant un piston guidé dans un cylindre, ainsi qu'un dispositif anourtisseur pour chacune des deux positions de fin de course, constitué, en particulier, d'un nez anortisseur s'introduisant dans un passage, pour la position de coupure des contacts, ce dispositif permettant de freiner le piston à partir dune vitesse élevée jusqu'à zéro, et colportant un un joint d'étanchéité constitué d'un segment d'étanchéité, réalisé en une matière plastique hautement résistante, de préférence en Téflon chargé de particules organiques ou jm,étalliques $(renfermant du bronze). Souvent, les broches de contact des disjoncteurs à haute tension pour coupure en charge, en particulier celles des disjuncteurs à blindage métallique, isolés au gz SFc. sont actionnées hydrauliquement au moyen d'un dispositif à piston et cylindre. L'action de coupure, qui doit se dérouler très vite afin d'éloigner rapidement et d'une distance suffisante les deux contacts l'un de l'autre, nécessite des vitesses de coupure allant jusqu'à 10 m/sec. Or, cela la crée un problème du fait que, vers la fin du mouvement de coupure, la tige de piston se déplaçant à une vitesse de 10 rJsec doit etre freinée jusqu'à l'arrrét.A cette fin, l'on utilise des dispositifs @nor- tisseurs de coupure constitues d'un nez placé sur le piston ou sur la tige de piston, s'engageant dans un alésage borgne. Un tel nez ainsi que l'alé- sage borgne correspondant sont connus, par exemple, depuis le modèle d'utilité DF-GM. 0,3 0,7 240 $(en partioulier la figure 1 de ce brevet). Un dispositif anortisseur du même genre est illustré sur la figure 2 du document antérieur DE-OS 34 08 909. Le nez décrit dans ce dont a un dianètre étagé et s'engage dans un alésage relié à une conduite hydraulique permettant de comander le piston. Lorsque la tige de piston atteint sa position de fin de couse A la vitesse sus-ientionnée de 10 s/sec, une pression d'anortissement, qui peut dépasser 1000 bars, s'établit. Cette pression se répercute sur le segnent d'étanchéité du piston, constitué, par exemple, de Téflon chargé de particules nêtalliques ou organiques. Ce seg@ent, s'engageant dans le jour situé entre le piston et l'alésage du cylindre ou la paroi interne du cylindre, peut être détruit au bout d'un certain temps. Le but de l'invention est donc de créer un dispositif à piston et cylindre du genre sus-mentionné. dont le segment d'étanchéité est protégé lors de l'action de coupure, afin que la longévité dudit segment soit aug- nentée, Selon l'invention, cet objectif est atteipt grâce au fait qu'entre le dispositif amortisseur et le segment d'étanchéité est disposé un segment de décharge dont la périphérie est pourvue d'au moins une rainure circulaire, D'autres réalisations pratiques de l'invention découlent des sous- revendications. L'invention, ainsi que d'autres réalisations avantageoses et perfection- rements de l'invention, seront décrits plus en détail par la suite, en regard des dessins annexés donnant des wexemples de réalisation. Sur ces dessins, la figure 1 montre une vue schématique d'un dispositif à piston et cylindre d'un disjoncteur électrique à haute tension pour coupure en charge. La figure 2 montre le piston du dispositif à piston et cylindre dans la po sition de coupure, et les figures 3 et 4 Montrent deux vues différentes d'un segment de décharge selon l'invention. Un disjoncteur 10 à haute tension pour coupure en cbarge, qui est seulement représenté de manière schéiatique, coMporte un contact fixe 11 et un contact moblie 12 actionne par un dispositif 13 à piston et cylindre. Le dispositif 13 à piston et cylindre comprend un corps 14 de cylindre muni d'un alésage cylindrique 15 guidant un piston 16 qui fait partie d'une tige 17 de piston. La tige 17 de piston est reliée au contact mobile 12 par l'in- termàdiaire d'un prolongement 18 de tige de piston sortant du corps du cylindre.Une canalisation 19, dont l'une des ertrélités 20 est reliée à un dispositif hydraulique de commande non représenté ici, est disposée dans le corps 14 du cylindre; l'autre ertrélité 21 de la canalisation 19 est reliée, à travers un passage 22, à l'alésage cylindrique. Le diamètre du passage 22 est inférieur à celui de l'alésage cylindrique. Du côté opposé à la tige 17 de piston, le piston 16 porte un nez amortisseur 23 qui, dans le cas de la réalisation illustrée sur la figure 1, colporte trois parties 24 à 26, la partie 24 étant celle du plus grand dianètre, et est ajusté dans le passage 22. Les parties 25 et 26 sont étagées et ont des diamètres plus faibles. Bien entendu,il est possible de modifier le nombre de parties différentes. Du côté gauche de la ligne centrale de l'alésage cylindrique 15, le piston, voire la tige de piston 16, 17, est représenté dans la position de fermeture des contacts. Lorsque le disjoncteur doit etre coupé, le piston ainsi que la tige 17 de piston se déplacent, dans le sens de la flèche A, à une vitesse voisine de 10 m/esc. Lorsque le piston et la tige de piston s'approchent de leur position de fin de course, le nez aiortisseur 23 s'introduit dans le passage 22, dans lequel s'engage d'abord la partie 26 du nez 23, puis la partie 25, et enfin la partie 24. De ce fait, la vitesse du piston est réduite progresivement jusqu'à zéro, et à la fin de sa course le piston 16 vient buter contre la face 27 du fond de l'alésage cylindrique 15. Trois autres parties étagées 28, 29 et 30, s'engageant dans une bague 31 de fermeture de l'alésage cylindrique 15, sont prévues dans la zone de transition entre le piston 16 et la tige 17 de piston; la bague 31 de fermeture constitue alors l'amortisseur de fermeture des contacts. Le principe des dispositifs anortisseurs de fermeture et de cou- pure des contacts est connu, une description détaillée n'est donc pas nécessaire. La description suivante fera référence à la figure 2. L'on distingue, dans l'alésage cylindrique 15 du corps 14 de cylindre, le piston 16. Du côté gauche sur le dessin, l'alésage 15 se trouve prolongé, après le fond du cylindre, voire la face 27 de fond, par le passage 22 dans lequel s'ajuste le nez anortlsseur 23. De l'autre côté, le piston porte les parties 28 à 30; seule la partie 28 est représentée ici. Le piston lui-sene est divisé en plusieurs secteurs. Le piston est pourvu d'une gorge 32, située approximativement en son milieu et dans laquelle sont loges un joint torique 33 et un segment 34 d'étanchéité, enveloppant le joint torique 33. Mornalement, le segnent 34 est composé de l'éflon chargé de particules iétalliques. De chaque coté, la gorge 32 est enferme entre des collerettes 35 et 36. Du côté droit, un secteur 37 de diamètre rédit, à l'èxtrémité droitecoupel se rattache aussi un collet 38, est accollé à la collerette 36.La collerette 35 délimite une autre gorge 39 qui, du côté gauche, est délimitée par une collerette frontale 40. Cette autre gorge 49 reçoit un segment fendu 41 dont la périphérie est nunie de deux rainures 42 et 43 de décharge. Case il a déjà été dit plus haut, le signent 41 est pouvu d'une fente 44. Il est fait, de préférence, en bronze ou en laiton. Lorsque le piston 16 se déplace vers la gauche, dans le sens de la flèche A et dans le sens de la coupure des contacts, le nez amortisseur 23 s'introduit - comme indiqué plus haut - dans le passage 22. Cela crée des pressions d'environ 1004 bars et plus dans le fluide emprisonné entre la face 27 de fond de l'alésage cylindrique 14 et la face libre de la collerette frontale 40. Sans le segment 41 de décharge, cette pression se réperouterait dirctement sur le segment 34 d'étanchéité. Sous une telle pression, le segment 34 d'étanchéité, fabriqué en Téflon - qui est un mat6riau netteMent plus tendre que le létal - serait forcé dans la fente 40 existant entre la surface périphérique de la collerette 36 et la paroi interne de l'alésage cylindrique 15. Ainsi, le segment 34 est détruit petit à petit en "seffritnt" lentement. Il s'est avéré que l'installation du segment 41, nuni d'une fente 44 et de deux rainures 42 et 43 de décharge, engendre une nette dimiution de la pression dans la zone du segment 34 d'étanchéité. Des essais révèlent que le segment 34 n'est plus forcé dans la fente 45 aussi forment qu'en l'absence du segment 41 de décharge. La longévité du segment 34 d'étanchéité se trouve ainsi sensiblement augmentée. Le segment 41 assure, d'une part, une protection contre l'usure et, d'autre part, une protection du segment d'étanchéité contre des coups de bélier trop élevée, pouvant durer pendant 2 isec environ. I)e plus, il retient des corps étrangers ou des produits d'usure. 1. Dispositif à piston et cylindre, en particulier pour l'entraine- nent d'un disjoncteur à haute tension pour coupure en charge, coaportant un piston 2. Dispositif à piston et cylindre selon la revendication 1, Ca- ractérisé par le fait que le segMent (41) de décharge est installé entre deux collerettes (35, 40). 3. Dispositif à piston et cylindre selon une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le segment de décharge est pourvu d'une fente (44), le diamètre extérieur du segment (41) de décharge non monté. à l'état libre, étant plus grand que le diamètre intérieur de lalé- sage cylindrique, la largeur de la fente étant plus large à l'état libre qu'après pontage. 4. Dispositif à piston et cylindre selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que deux rainures de décharge 5. Dispositif à piston et cylindre selon une des revendications précédentes, caractérise par le fait que le segment 6. Dispositif à piston et cylindre pour l'entrainement d'un disjoncteur (10) à haute tension pour coupure en charge, comportant, en particulier, un dispositif amortisseur (23) du nouvesent de coupure des contacts, selon une des revendication6 précédertes, caractérisé par le fait que le seg nent (41) de décharge est placé entre le joint