Brevet FR2717003A1 — publié le 19950908

La présente invention concerne un dispositif de commutation pour ouvrir et fermer une ligne électrique. On connait déjà des dispositifs de commutation pour ouvrir et fermer une ligne électrique dans lesquels une pièce de contact, en forme de lame, est mobile en translation entre une position dans laquelle elle s'applique sur deux bornes de contact en fermant la ligne électrique, et une position dans laquelle elle est écartée desdites bornes de contact en ouvrant la ligne électrique. Lors de ses mouvements de translation, la pièce de contact est guidée par des tiges le long desquelles elle glisse, afin d'assurer une bonne application de ladite pièce de contact contre les bornes de contact. Un tel guidage présente toutefois l'inconvénient que les frottements qui s'exercent entre la pièce de contact et ses tiges de guidage produisent des poussières qui peuvent se déposer sur les surfaces de contact électrique et peuvent, à la longue, dégrader la fiabilité du dispositif de commutation. La présente invention vise notamment à résoudre cet inconvénient en proposant un dispositif de commutation comportant une pièce de contact mobile dans lequel tout frottement est évité, de sorte qu'aucune poussière d'usure n'est produite à l'intérieur du commutateur. La présente invention a pour objet un dispositif de commutation pour ouvrir et fermer une ligne électrique comportant deux bornes de contact, un organe de manoeuvre comportant une pièce de contact, apte à étre déplacé axialement entre une position de fermeture dans laquelle la pièce de contact s'applique simultanément sur les deux bornes de contact en les reliant électriquement, et une position d'ouverture dans laquelle la pièce de contact est écartée des deux bornes de contact, et un moyen de guidage dudit organe de manoeuvre, caractérisé par le fait que ledit moyen de guidage de l'organe de manoeuvre comprend un support déformable solidaire de l'organe de manoeuvre. Selon l'invention, le support dêformable est apte à se déformer en demeurant solidaire de l'organe de manoeuvre et en maintenant ce dernier dans différentes positions dans lesquelles l'organe de manoeuvre reste sensiblement parallèle à son axe de déplacement. Le support déformable est de préférence constitué par deux lames flexibles parallèles. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la partie centrale de chaque lame flexible est solidaire de l'organe de - 2 - manoeuvre tandis que chacune des extrémités de chaque lame flexible est fixée dans des moyens fixes de retenue. Ces moyens fixes de retenue peuvent être par exemple un socle rigide en matière plastique qui supporte les extrémités de chacune des lames flexibles. Dans ce mode de réalisation, l'organe de manoeuvre se situe dans la partie centrale de chaque lame flexible, c'est-à-dire dans la partie des lames flexibles o leur amplitude de déformation est maximale selon l'axe de déplacement de l'organe de manoeuvre. Dans un second mode de réalisation de l'invention, l'extrémité de chaque lame flexible est solidaire de l'organe de manoeuvre tandis que l'autre extrémité de chaque lame flexible est encastrée dans des moyens fixes de retenue. Dans ce cas, l'extrémité des lames flexibles qui est solidaire de l'organe de manoeuvre présente une amplitude de déformation maximale selon l'axe de déplacement de l'organe de manoeuvre. L'autre extrémité des lames flexibles est encastrée dans des moyens fixes de retenue qui peuvent par exemple être constitués par un socle en matière plastique, la longueur de l'encastrement étant suffisante pour empêcher chaque lame flexible de pivoter dans le socle lors d'un déplacement axial de l'organe de manoeuvre. L'organe de manoeuvre du dispositif de commutation selon l'invention est avantageusement déplacé au moyen d'un actionneur à déplacement axial qui agit sur au moins une lame flexible de commande, sensiblement perpendiculaire à l'axe de déplacement de l'organe de manoeuvre, et apte à transmettre à ce dernier les mouvements de l'actionneur. L'interposition d'une lame flexible de commande entre l'actionneur et l'organe de manoeuvre présente l'avantage qu'une éventuelle différence de débattement axial entre l'actionneur et l'organe de manoeuvre peut être compensée par une déformation de la lame flexible de commande. En effet, si l'actionneur transmettait à l'organe de manoeuvre un déplacement axial sur une course plus importante que la longueur qui sépare sa position d'ouverture et.sa position de fermeture, il pourrait s'ensuivre une détérioration de l'organe de manoeuvre ou de l'actionneur. Inversement, si l'actionneur transmettait à l'organe de manoeuvre un déplacement d'amplitude trop faible, il pourrait s'ensuivre une -3mauvaise application de la pièce de contact sur les bornes de contact et une fermeture imparfaite de la ligne électrique. Gràce à la présence d'une lame flexible de commande entre l'actionneur et l'organe de manoeuvre, on peut délibérément utiliser un actionneur qui présente un débattement axial trop grand par rapport à la longueur que doit parcourir l'organe de manoeuvre, de manière à garantir que ledit organe de manoeuvre soit déplacé sur une longueur suffisante pour assurer un bon contact électrique, tout en préservant 1' organe de manoeuvre et l'actionneur de tout risque de détérioration. Dans une variante de réalisation, la lame flexible de commande est constituée par au moins une des lames flexibles du support déformable. Par exemple, dans le mode de réalisation dans lequel l'organe de manoeuvre est solidaire de l'une des extrémités des lames flexibles, tandis que l'autre extrémité de ces lames flexibles est encastrée dans des moyens fixes de retenue, l'actionneur peut étre solidarisé à la partie centrale des deux lames flexibles, de manière à agir simultanément sur ces dernières pour déplacer l'organe de manoeuvre. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente en perspective un dispositif de commutation selon un premier mode de réalisation de l'invention, en position ouverte. - la figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, en position fermée. - la figure 4 représente en perspective un détail de la figure 1, - la figure 5 représente en coupe un dispositif de commutation selon un autre mode de réalisation de l'invention, en position ouverte. - la figure 6 est une vue enperspective et de dessous de la pièce de contact et du poussoir des deux dispositifs illustrés, et - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, après assemblage de la pièce de contact et du poussoir. Le dispositif de commutation qui est représenté sur les figures 1 à 4 comporte un organe de manoeuvre 1 qui comprend une pièce de -4- contact 2, électriquement conductrice, et un poussoir 3, électriquement isolant. Le poussoir 3 est sensiblement cylindrique, tandis que la pièce de contact 2 se présente sous la forme d'une lame métallique sensiblement rectangulaire. La pièce de contact 2 est apte à venir s'appliquer simultanément sur deux bornes de contact 4, 5 qui présentent des surfaces de contact 4a, 5a, situées dans un méme plan parallèle à la pièce de contact 2. Ainsi qu'on le voit clairement sur les vues en coupe des figures 2 et 3, les bornes de contact 4 et 5 se situent chacune dans un logement ménagé à cet effet dans un corps conducteur 6, à distance de la paroi du logement, lesdites bornes étant isolées électriquement dudit corps. Le corps conducteur 6 comporte une plaque de fermeture 7 électriquement conductrice dans laquelle est ménagé un orifice 7a permettant le passage du poussoir 3. La ligne électrique constituée par les deux bornes de contact 4, 5 et la pièce de contact 2 est ainsi protégée vis-à-vis de tout rayonnement électromagnétique extérieur au dispositif de commutation. Conformément à l'invention, l'organe de manoeuvre 1 est solidaire d'un support déformable qui est apte à le guider axialement. Dans l'exemple illustré aux figures 1 à 4, le support déformable est constitué par deux lames flexibles parallèles 8 et 9, dont la forme générale de losange est visible sur la figure 1. Chaque lame flexible est fixée à chacune de ses extrémités 8a, 9a dans un socle 10 qui constitue les moyens fixes de retenue au sens de l'invention. Le socle 10 comporte quatre bras parallèles 10a dont chacun comporte un berceau lOb apte à recevoir l'extrémité 8a, 9a d'une lame flexible 8, 9. On voit clairement, sur les vues en coupe des figures 2 et 3, que les deux lames flexibles 8, 9 constituent, de part et d'autre du poussoir 3, les deux côtés opposés d'un parallélogramme dont le poussoir 3 constitue un troisième côté. - On comprend qu'en étant ainsi supporté par les lames 8 et 9, le poussoir 3 ne peut se déplacer que selon un mouvement de translation axiale au cours duquel les lames flexibles 8, 9 fléchissent en demeurant parallèles entre elles. La figure 2 représente le dispositif de commutation dans la position ouverte de l'organe de manoeuvre, la pièce de contact 2 étant écartée des bornes de contact 4 et 5. Dans la position du dispositif de commutation représentée sur la figure 3, le poussoir 3 se trouve dans la position de fermeture de l'organe de manoeuvre, la pièce de contact 2 venant s'appliquer contre les deux bornes de contact 4 et 5. Dans ce mode de réalisation, les lames flexibles 8, 9 présentent une cambrure naturelle qui correspond à celle représentée sur la figure 2. De cette manière, les lames flexibles 8, 9 exercent en permanence sur le poussoir 3 une force dirigée selon son axe de déplacement dans le sens indiqué par la flèche 11 sur la figure 2. Le poussoir 3 répercute cette force à la pièce de contact 2 qui se trouve ainsi convenablement appliquée contre la plaque de fermeture 7. Ainsi, on évite que la pièce de contact 2 ne réalise un couplage entre les bornes de contact 4 et 5 en position ouverte de l'organe de manoeuvre. La figure 4 représente un exemple de structure permettant de solidariser les lames flexibles 8, 9 au poussoir 3. Il s'agit d'une entretoise cylindrique 12, qui est destinée à venir se placer entre les lames 8 et 9, et d'une douille cylindrique ouverte 13. L'ouverture de la douille 13 doit être suffisamment grande pour permettre l'engagement de celle-ci, par un mouvement de translation radiale, sur la partie supérieure du poussoir 3. Une nervure interne 14 de la douille 13 est susceptible, par rotation de la douille 13, de venir coopérer avec une rainure 15 prévue sur le poussoir 3. Du fait que les lames cambrées 8, 9 repoussent le poussoir 3 en permanence selon la flèche 11, il n'est pas utile de prévoir une butée entre la partie inférieure du poussoir 3 et la lame 9, la pièce de contact 2 remplissant cette fonction de butée en s'appliquant contre la plaque de fermeture 7. - Dans cette partie du poussoir 3 située au voisinage de la plaque de fermeture 7, une membrane annulaire souple 16 réalise une étanchéité entre le poussoir 3 et la plaque de fermeture 7. Ainsi, non seulement le dispositif de commutation ne comporte aucune pièce qui serait susceptible de produire des poussières par - 6- -- 6 -- frottement contre une autre pièce, mais en outre, la membrane 16 procure une protection des parties de contact du dispositif contre d'éventuelles poussières qui pourraient provenir de l'extérieur et pénétrer dans le bottier 6 par l'orifice 7a. Un actionneur 17, par exemple électromagnétique, est susceptible de se déplacer selon un axe parallèle à celui du poussoir 3. Une lame de commande 18, solidaire à l'une de ses extrémités d'un support 19 schématiquement représenté, traverse l'extrémité 17a de l'actionneur 17. L'autre extrémité de la lame de commande 18 se situe au voisinage de l'extrémité libre du poussoir 3. On comprend que la lame de commande 18 est susceptible de transmettre au poussoir 3 les mouvements de translation de l'actionneur 17 qui sont dirigés selon la flèche 20 indiquée sur la figure 3, pour amener l'organe de manoeuvre 1 dans sa position de fermeture. Inversement, lorsque l'actionneur 17 se déplace selon la flèche 21 indiquée sur la figure 2, la lame de commande 18 libère le poussoir 3 et s'en écarte légèrement pour permettre aux lames flexibles précambrées 8, 9 de ramener l'organe de manoeuvre 1 dans sa position d'ouverture. comme déjà expliqué plus haut, la présence de la lame de commande 18 permet d'utiliser un actionneur 17 dont le débattement axial est légèrement trop grand par rapport à celui de l'organe de manoeuvre 1, ce qui permet de garantir un contact optimal entre les bornes de contact 4, 5 et la pièce de contact 2. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, on retrouve un certain nombre d'éléments qui ont déjà été décrits en référence au mode de réalisation précédent. Ces éléments portent les mêmes chiffres de référence. Dans ce mode de réalisation, le support déformable au sens de l'invention est constitué par deux lames flexibles parallèles entre elles 8',9'. L'une des extrémités 8'a, 9'a de chacune des lames est encastrée dans un socle 10', tandis que l'autre extrémité de ces lames est solidaire du poussoir 3. La structure de liaison entre les lames flexibles 8', 9' et le poussoir 3 n'a pas été représentée en détail sur la figure 7. A titre d'exemple, on peut utiliser l'entretoise 12 et la douille 13 précédemment décrites. -7A la différence du mode de réalisation des figures 1 à 3, l'actionneur 17 décrit ici comporte une extrémité 17'a qui est solidaire en translation des deux lames flexibles 8', 9' dans leur partie centrale. Dans le cas présent, les lames flexibles 8', 9' remplissent à la fois la fonction de support déformable et celle de lames de commande. L'actionneur 17 peut être utilisé non seulement pour placer l'organe de manoeuvre en position de fermeture mais également de manière à exercer, selon la flèche 11, une force d'appui de la pièce de contact 2 contre la plaque de fermeture 7 dans la position représentée à la figure 5. A cet effet, on peut également utiliser l'élasticité des lames flexibles 8',9'. Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, on peut noter que l'utilisation de lames flexibles permet d'orienter convenablement la pièce de contact 2 par rapport aux bornes de contact 4 et 5. En effet, comme illustré aux figures 6 et 7, qui représentent le poussoir 3 et la pièce de contact 2 vus de dessous par rapport aux figures précédentes, une fente rectangulaire 22 est découpée dans la partie centrale de la pièce de contact 2 tandis qu'un tenon 23 de forme correspondante est prévu à l'extrémité du poussoir 3. Après engagement du tenon 23 dans la fente 22, on écrase le tenon 23, par exemple à l'aide d'un outil vibrant à haute fréquence, pour solidariser la pièce de contact 2 et le poussoir 3, comme illustré à la figure 7. On prévoit également une liaison antirotation entre le poussoir 3 et les lames flexibles, comme visible sur la figure 1, en donnant au poussoir une section de forme sensiblement rectangulaire au moins dans sa partie de liaison avec les lames flexibles qui sont munies d'orifices 24 de forme correspondante. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. -8- REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commutation pour ouvrir et fermer une ligne électrique, comportant deux bornes de contact, un organe de manoeuvre comportant une pièce de contact, apte à être déplacé axialement entre une position de fermeture dans laquelle la pièce de contact s'applique simultanément sur les deux bornes de contact en les reliant électriquement et une position d'ouverture dans laquelle la pièce de contact est écartée des deux bornes de contact, et un moyen de guidage dudit organe de manoeuvre, caractérisé par le fait que ledit moyen de guidage dudit organe de manoeuvre comprend un support déformable (8,9; 8',9') solidaire dudit organe de manoeuvre (1). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait cue le support déformable est constitué par deux lames flexibles parallèles (8,9; 8',9'). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie centrale de chaque lame flexible (8,9) est solidaire de l'organe de manoeuvre (1) et que chacune des extrémités (8a, 9a) de chaque lame flexible (8,9) est fixée dans des moyens fixes de retenue (10). 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'extrémité de chaque lame flexible (8',9') est solidaire de l'organe de manoeuvre (1) et que l'autre extrémité (8'a,9'a) de chaque lame (8',9') flexible est encastrée dans des moyens fixes de retenue (10'). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un actionneur (17) à déplacement axial agissant sur au moins une lame flexible de commande (8',9',18), sensiblement perpendiculaire à l'axe de déplacement de l'organe de manoeuvre (1) et apte à transmettre à ce dernier les mouvements de l'actionneur (17). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la lame flexible de commande est constituée par au moins l'une des lames flexibles (8',9') du support déformable. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte une plaque de fermeture (7) électriquement conductrice et que l'organe de manoeuvre (1) comporte un poussoir (3) électriquement isolant, la pièce de contact (2) de l'organe de manoeuvre (1), ainsi que les deux bornes de contact (4,5), se situant d'un côté de ladite plaque de fermeture (7), tandis que la majeure partie du poussoir (3), ainsi que le support déformable (8,9; 8', 9') se situent de l'autre côté de la plaque de fermeture (7). 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que-laplaque de fermeture (7) comporte un orifice (7a) permettant le passage et le déplacement axial sans frottement du poussoir (3). 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen d'étanchéité (16) entre le poussoir (3) et la plaque de fermeture (7). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait qu'en position d'ouverture de l'organe de manoeuvre (1), la pièce de contact (2) s'appuie sur la plaque de fermeture (7).