Brevet FR2990067A1 — publié le 20131101

ASSEMBLAGE DE DEUX CONDUCTEURS PAR L'INTERMEDLAIRE D'UN RESSORT A ENROULEMENT TOROÏDAL DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un assemblage de deux 5 conducteurs par l'intermédiaire d'un ressort à enroulement toroïdal. L'invention propose plus particulièrement un assemblage permettant d'optimiser les contacts entre le ressort pour favoriser le raccordement électrique. 10 ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un assemblage à ressort à enroulement toroïdal comporte principalement deux conducteurs agencés coaxialement et à distance l'un par rapport à 15 l'autre, et comporte un ressort à enroulement toroïdal qui est interposé entre les deux conducteurs. Un ressort toroïdal consiste principalement en un ressort hélicoïdal dont les deux extrémités ont été assemblées l'une avec l'autre pour avoir une forme 20 annulaire. Un tel ressort toroïdal est communément appelé "ressort de jarretière", ou "garter spring" en anglais. Le ressort est interposé radialement entre les deux conducteurs et il est disposé à l'intérieur 25 d'une gorge formée dans le conducteur radialement extérieur. La mise en place des différents composants de l'assemblage s'effectue d'abord en introduisant le ressort dans la gorge puis en mettant en place le conducteur radialement intérieur. Le document EP-A-0.437.227 décrit un assemblage à ressort à enroulement toroïdal dans lequel la gorge recevant le ressort est munie de lèvres d'extrémité radiale interne permettant notamment de maintenir le ressort en position dans la gorge lorsque le conducteur interne est absent. Selon ce document, le ressort est contraint 10 mécaniquement afin de supporter des charges prédéfinies. Pour cela, les spires du ressort sont comprimées dans la gorge. Ce document ne traite pas de raccordement électrique entre deux conducteurs réalisé par 15 l'intermédiaire du ressort toroïdal. La qualité du raccordement électrique entre chacun des conducteurs et le ressort dépend en partie de la qualité du contact entre chacun des conducteurs et le ressort. Ainsi, si les efforts de pression entre 20 chaque spire du ressort et la face d'appui associée d'un conducteur sont trop faibles, la conduction électrique est elle aussi faible. L'application d'un tel assemblage à un appareillage électrique à haute tension implique que le 25 courant circule entre les deux conducteurs à une intensité supérieure à 100A, voire supérieure à 2000A. Ainsi, il est important de s'assurer du bon contact physique entre le ressort et chaque conducteur pour que la circulation de courant soit de qualité. 30 L'invention a pour but de proposer un assemblage à ressort toroïdal qui est réalisé de manière à optimiser la liaison du ressort avec les conducteurs pour favoriser le raccordement électrique. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention propose un assemblage à ressort à enroulement toroïdal comportant un premier conducteur qui comporte un orifice cylindrique de révolution d'axe principal A, comportant une paroi cylindrique interne de révolution coaxiale à l'axe principal A et comportant une gorge annulaire réalisée dans la paroi cylindrique interne de l'orifice, un deuxième conducteur de révolution coaxial à l'axe principal A qui est reçu dans l'orifice cylindrique et qui comporte une paroi cylindrique externe située radialement en vis-à-vis et à distance de la paroi cylindrique interne du premier conducteur, et un ressort à enroulement toroïdal qui est agencé à l'intérieur de la gorge annulaire et qui est comprimé radialement entre le premier conducteur et le deuxième conducteur, dans lequel la gorge comporte une paroi de fond radialement externe par rapport à l'axe principal A, dont la section selon un plan axial de la paroi de fond est en forme de V ouvert radialement vers l'axe principal A, et dans lequel la gorge comporte une lèvre de rétention radiale du ressort dans la gorge qui est située radialement entre le ressort et le deuxième conducteur, caractérisé en ce que le ressort est uniquement en contact avec la paroi cylindrique externe du premier conducteur et chacune des deux portion de la paroi de fond de la gorge. Chaque spire du ressort comporte ainsi trois points de contact avec les conducteurs, parmi lesquels un point de contact avec la paroi externe du deuxième conducteur et deux points de contact avec les deux portions de la paroi de fond de la gorge du premier conducteur. Ce nombre limité de points de contact permet d'optimiser les efforts de pression et par conséquent le rendement de la liaison entre les conducteurs. De préférence, la section de ladite au moins une lèvre, selon un plan axial, est en forme de coin dont la pointe est orientée axialement en direction de l'intérieur de la gorge, et comporte une paroi qui délimite en partie la gorge, qui est inclinée par rapport à la direction radiale et qui est située en vis-à-vis et à distance du ressort. De préférence, la gorge comporte au moins une paroi radiale de révolution qui s'étend radialement vers l'axe principal A à partir d'un bord d'extrémité axiale associé de la paroi de fond et ladite paroi radiale de révolution est située axialement à distance du ressort. De préférence, ladite paroi de la lèvre s'étend radialement vers l'axe principal A et axialement vers l'intérieur de la gorge à partir d'un bord d'extrémité radiale interne de ladite paroi radiale de révolution. De préférence, ladite paroi de la lèvre s'étend radialement vers l'axe principal A et axialement vers l'intérieur de la gorge à partir d'un bord d'extrémité axiale associé de la paroi de fond. De préférence, au moins la paroi de fond de la gorge est recouverte d'une couche d'argent. De préférence, la gorge présente une symétrie par rapport à un plan radial médian de la 5 gorge. De préférence, chaque spire du ressort est inclinée par rapport à un plan axial médian de la spire. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation 15 schématique en section axiale d'un assemblage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1, montrant un autre mode de réalisation de l'invention ; 20 - la figure 3 est un détail de la gorge annulaire montrant la déformation élastique d'une spire du ressort lors de l'introduction du ressort dans la gorge. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS 25 On a représenté à la figure 1 un assemblage 10 à ressort à enroulement toroïdal qui est par exemple destiné à être mis en oeuvre dans un appareillage électrique à moyenne ou haute tension. L'assemblage 10 a pour but de permettre le 30 raccordement électrique entre deux conducteurs 12, 14 de l'appareillage, tel qu'un premier conducteur fixe 12 et un deuxième conducteur mobile 14. Le conducteur mobile 14 est destiné à être positionné à l'intérieur du conducteur fixe 12. Pour cela, le conducteur fixe 12 forme un élément externe de l'assemblage 10 et il comporte un orifice cylindrique 16 de révolution dont l'axe principal A s'étend horizontalement sur les figures. Le conducteur fixe 12 comporte une paroi cylindrique interne 18 de révolution délimitant l'orifice cylindrique 16. Le conducteur mobile 14 consiste ici en un élément cylindrique de révolution, qui est ici tubulaire et qui est reçu à l'intérieur de l'orifice cylindrique 16. Le conducteur mobile comporte une paroi cylindrique externe 20 qui est située radialement en vis-à-vis et à distance de la paroi cylindrique interne 18 du conducteur fixe 12. Ce jeu radial entre les parois cylindriques 18, 20 des conducteurs 12, 14 permet au conducteur mobile 14 de se déplacer librement par rapport au conducteur fixe 12, sans contact et donc sans pertes mécaniques. L'assemblage 10 comporte aussi un ressort 25 22 à enroulement toroïdal qui réalise le raccordement électrique entre les deux conducteurs 12, 14. Le ressort 22 consiste en un ressort hélicoïdal dont les extrémités ont été assemblées l'une à l'autre, formant ainsi un élément torique. Le ressort 30 22 comporte une pluralité de spires 24 consécutives réparties autour de l'axe principal du ressort 22. Le ressort 22 s'étend coaxialement par rapport à l'axe principal A de l'orifice cylindrique 16 et il est disposé radialement entre les deux conducteurs 12, 14. Le ressort 22 est logé dans une gorge 26 annulaire de révolution qui est formée dans le premier conducteur 12. La gorge 26 est réalisée dans la paroi cylindrique intérieure 18 du premier conducteur et elle 10 s'étend globalement radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe principal A. La gorge 26 comporte une ouverture radialement interne 28 au niveau de laquelle la gorge 26 débouche dans l'orifice cylindrique 16, qui est 15 située en face de la paroi externe 20 du deuxième conducteur 14. La gorge 26 est délimitée radialement par une paroi de fond 30 radialement externe et est délimitée axialement par deux paroi latérales 32. La paroi de fond 30 de la gorge 26 est de 20 forme biconique et sa section selon un plan axial est concave en forme de V ouvert radialement vers l'axe principal A. La paroi de fond 30 est ainsi réalisée à partir de deux portions coniques 34, qui sont réparties de part et d'autre de leur plan de joint, et dont le 25 rayon de chaque portion conique 34 diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne axialement du plan de joint. Selon un mode de réalisation préféré, le plan de joint des portions coniques 34 est un plan principal radial médian de la gorge 26 et les deux 30 portions 34 de la paroi de fond délimitent un angle de 135°, c'est-à-dire que chacune est inclinée d'un angle de 67,5° par rapport au plan de joint. Chacune des deux parois latérales 32 s'étend radialement vers l'intérieur par rapport à l'axe principal A, à partir d'une extrémité axiale associée de la paroi de fond 30 de la gorge 26, en direction de l'ouverture radialement interne 28. La gorge 26 comporte aussi des lèvres 36 de rétention du ressort 22 à l'intérieur de la gorge 26. Les lèvres 36 on pour but d'empêcher que le ressort 22 ne sorte hors de la gorge 26 lorsque le deuxième conducteur 14 est absent. Les lèvres ont ainsi une fonction de rétention radiale du ressort 22. Les lèvres 36 réduisent la dimension axiale 15 de l'ouverture 28 de la gorge 26 à une dimension inférieure à la dimension axiale du ressort 22. Chaque lèvre 36 s'étend axialement vers l'intérieur de la gorge 26, depuis une paroi latérale 32 associée. La dimension axiale de la lèvre 36 est 20 définie de manière que la lèvre 36 est située radialement au moins en partie entre la paroi externe 20 du deuxième conducteur 14 et le ressort 22. La section axiale de chaque lèvre 36 est principalement en forme de coin dont une paroi 25 radialement interne est formée par une partie de la paroi cylindrique interne 18 du premier conducteur 12 et dont une paroi radialement externe 38 délimite en partie la gorge 26 et est inclinée par rapport à la direction principale radiale. 30 La profondeur radiale de la gorge 26 est inférieure à la dimension radiale de chaque spire 24 du ressort 22. Ainsi, lorsque le ressort 22 est disposé dans la gorge 26, une partie de chaque spire est située à l'extérieur de la gorge 26. Cette partie de chaque spire 24 du ressort 5 22 fait saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la paroi cylindrique interne 18 du premier conducteur 12 et est apte à être en contact avec le deuxième conducteur 14 lorsque ce deuxième conducteur 14 est disposé dans le logement cylindrique 16. 10 Lorsque le ressort 22 est disposé dans la gorge 26 et que le deuxième conducteur 14 est disposé dans le logement cylindrique 16, le ressort 22 est simultanément en contact avec les deux conducteurs 12, 14. 15 De préférence, le ressort 22 est comprimé radialement entre les deux conducteurs 12, 14 et chacune de ses spires 24 est inclinée par rapport à un plan axial médian de ladite spire 24. Cela permet d'exercer un effort de pression 20 du ressort 22 sur chacun des deux conducteurs 12, 14, améliorant la conductivité électrique de la liaison. Chaque spire 24 du ressort 22 est en contact avec la paroi cylindrique externe 20 du deuxième conducteur 14 en un seul point situé au niveau 25 de l'extrémité radiale interne de la spire 24. L'ensemble des spires 24 du ressort 22 définissent ainsi un ensemble de points de contact avec la paroi cylindrique externe 20 du deuxième conducteur 14 qui sont répartis sur une génératrice de la paroi 30 cylindrique externe 20. Comme on l'a dit précédemment, le ressort est comprimé radialement entre les deux conducteurs 12, 14. Ainsi, chaque spire 24 du ressort 22 est en contact avec le premier conducteur 12 au niveau de la paroi de fond 30 de la gorge 26. Plus précisément, chaque spire 24 du ressort 22 est en contact avec chacune des deux portions 34 de la paroi de fond 30. Selon l'invention, le nombre de points de 10 contact entre chaque spire 24 du ressort 22 et le premier conducteur 12 est égal à deux, et ce sont les points de contact de chaque spire 24 avec chacune des deux portions 34 de la paroi de fond 30. Ce nombre limité de points de contact 15 permet d'optimiser la conduction de courant électrique entre le premier conducteur 12 et le ressort 22. Pour maintenir ce nombre de points de contact limité, les autres parois de la gorge sont situées à distance des spires du ressort 22. 20 Ainsi, la paroi radialement externe 38 de chaque lèvre 36, qui est située en vis-à-vis du ressort 22, est située radialement et axialement à distance du ressort 22 et chacune des deux parois latérales 32 de la gorge est située axialement à distance du ressort 25 22. On a représenté à la figure 2 une variante de réalisation de l'assemblage 10 selon laquelle la paroi radialement externe 38 de chaque lèvre 36 s'étend radialement vers l'intérieur depuis un bord d'extrémité 30 axiale associé de la paroi de fond 30 de la gorge 26. Ainsi, cette variante se différentie du mode de réalisation représenté à la figure 1 par le fait que la gorge 26 ne comporte pas de paroi latérale 32. Ici aussi, chaque spire 24 du ressort 22 est uniquement en contact avec les deux portions 34 de la paroi de fond 30 de la gorge 26 et la paroi radialement externe 38 de chaque lèvre 36 est située en vis-à-vis et à distance du ressort 22. Selon un autre aspect de l'assemblage 10, pour optimiser le raccordement électrique entre le ressort 22 et le premier conducteur 12, les parois intérieures de la gorge 26 sont recouvertes d'une couche d'argent, d'épaisseur comprise entre 10 et 20pm. Selon une variante de réalisation, seule la paroi de fond 30 de la gorge 26 est recouverte de la couche d'argent, puisque c'est seulement cette paroi de la gorge 26 qui est en contact avec le ressort 22. Selon les deux modes de réalisation 20 représentés aux figures 1 et 2, la gorge 26 présente une symétrie par rapport son plan radial médian. Selon une variante de réalisation, la gorge 26 n'est pas symétrique et comporte une seule lèvre 36, qui est située à une extrémité axiale de la gorge 26. 25 La gorge comporte alors une paroi latérale 32 s'étendant radialement en direction de l'axe principal, jusqu'à l'ouverture 28 de la gorge 26, qui est située axialement en vis-à-vis de la lèvre 36. On a représenté à la figure 3 le premier 30 conducteur 12 et le ressort 22 lors d'une phase de montage du ressort 22 dans la gorge 26. Comme on l'a dit précédemment, la dimension axiale de l'ouverture 28 de la gorge 26 est inférieure à la dimension axiale de chaque spire 24 du ressort 22. Le montage du ressort 22 dans la gorge 26 s'effectue en déformant élastiquement le ressort 22 par une modification de l'orientation de ses spires 24. L'axe principal B de chaque spire 24 est alors incliné par rapport à son orientation lorsque le ressort 22 n'est pas déformé. L'angle d'inclinaison de cet axe principal B est défini de manière telle que la plus grande dimension axiale de la spire 24 est inférieure à la dimension axiale de l'ouverture 28 de la gorge 26, permettant ainsi l'insertion de la spire 24 dans la gorge 26. Lorsque la spire 24 est introduite dans la gorge 26, les efforts de déformation du ressort 22 sont relâchés, le ressort 22 revient alors élastiquement dans sa forme initiale pour laquelle l'axe principal B de chaque spire 24 est parallèle à l'axe principal A de l'assemblage. REVENDICATIONS1. Assemblage (10) à ressort (22) à enroulement toroïdal comportant un premier conducteur (12) qui comporte un orifice cylindrique (16) de révolution d'axe principal A, comportant une paroi cylindrique interne (18) de révolution coaxiale à l'axe principal A et comportant une gorge (26) annulaire réalisée dans la paroi cylindrique interne (18) de l'orifice, un deuxième conducteur (14) de révolution coaxial à l'axe principal A qui est reçu dans l'orifice cylindrique (16) et qui comporte une paroi cylindrique externe (20) située radialement en vis-à-vis et à distance de la paroi cylindrique interne (18) du premier conducteur (12), et un ressort (22) à enroulement toroïdal qui est agencé à l'intérieur de la gorge (26) annulaire et qui est comprimé radialement entre le premier conducteur (12) et le deuxième conducteur (14), dans lequel la gorge (26) comporte une paroi de fond (30) radialement externe par rapport à l'axe principal A, dont la section selon un plan axial de la paroi de fond (30) est en forme de V ouvert radialement vers l'axe principal A, et dans lequel la gorge (26) comporte une lèvre (38) de rétention radiale du ressort (22) dans la gorge (26) qui est située radialement entre le ressort (22) et le deuxième conducteur (14), caractérisé en ce que le ressort (22) est 30 uniquement en contact avec la paroi cylindrique externe (20) du premier conducteur (12) et chacune des deuxportions (34) de la paroi de fond (30) de la gorge (26) . 2. Assemblage (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de ladite au moins une lèvre (38), selon un plan axial, est en forme de coin dont la pointe est orientée axialement en direction de l'intérieur de la gorge (26), et comporte une paroi (36) qui délimite en partie la gorge (26), qui est inclinée par rapport à la direction radiale et qui est située en vis-à-vis et à distance du ressort (22). 3. Assemblage (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gorge (26) comporte au moins une paroi radiale de révolution (32) qui s'étend radialement vers l'axe principal A à partir d'un bord d'extrémité axiale associé de la paroi de fond (30) et en ce que ladite paroi radiale de révolution (32) est située axialement à distance du ressort (22). 4. Assemblage (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi de la lèvre (38) s'étend radialement vers l'axe principal A et axialement vers l'intérieur de la gorge (26) à partir d'un bord d'extrémité radiale interne de ladite paroi radiale de révolution (32). 5. Assemblage (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite paroi de la lèvre (38) s'étend radialement vers l'axe principal A etaxialement vers l'intérieur de la gorge (26) à partir d'un bord d'extrémité axiale associé de la paroi de fond (30). 6. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins la paroi de fond (30) de la gorge (26) est recouverte d'une couche d'argent. 7. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge (26) présente une symétrie par rapport à un plan radial médian de la gorge (26). 8. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque spire (24) du ressort (22) est inclinée par rapport à un plan axial médian de la spire (24). 25