FR2493031A1 - Sliding contact fast acting electrical contactor - uses fixed contact with multiple fingers around spring-loaded impact block and electromagnetically actuated moving contact - Google Patents
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Abstract
Description
ENCLUNCHEUR RAPIDE A CONTACT COULISSANT. FAST SLIDER WITH SLIDING CONTACT.
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.The invention relates to an electric quick-closing engagement device comprising a fixed clamp-shaped contact having contact fingers biased in the contact position and capable of cooperating with an elongated movable contact mounted in axial sliding manner and coming in the closed position. insert between said contact fingers and a mechanism for controlling the rapid movement of said movable contact in the closed position.
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.Known interlockers of the type mentioned include a movable assembly moved very quickly in the closed position. This rapid movement poses braking problems for the moving assembly after the contacts are closed and the moving contact comes into contact with the fixed contact part, avoiding any rebounding which may cause an arcing of arcing between the 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.This last condition is imperative for a latch with very high closing power. The solutions to the above problem are complicated and imperfect.
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.The present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks and to allow the realization of an ultra-fast latching device with very high closing power of a simple and reliable construction.
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.The latch according to the invention is characterized in that it comprises a counterweight coaxial with said movable contact and mounted with axial sliding, said counterweight being inserted in the closed position between said contact fingers to keep said fingers apart and to be struck by the movable contact coming in the closed position to take up by elastic shock the kinetic energy of the movable contact by being expelled during the contact fingers, the external contours of the counterweight and of the movable contact being identical to avoid any sensitive displacement and all rebound of the contact fingers when replacing the counterweight with the movable contact in the insertion position between the contact fingers.
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.The movable contact and the counterweight advantageously have an identical circular section and cooperate with a fixed tulip-shaped contact having contact fingers distributed circumferentially so as to grip the counterweight in the open position of the latch, and the movable contact in position closing the latch. The counterweight is slightly removed from the contact fingers so that the movable contact penetrates between the contact fingers before striking and ejecting the counterweight. It is understood that the contact fingers do not undergo any displacement or rebound, the movable contact taking exactly the place of the counterweight.
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.The movement control of the movable contact comprises an electrodynamic actuator with Thomson effect, for example of the type described in French patent 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.The energy stored by the flyweight during the elastic shock is dispersed by any braking or damping system, for example friction or 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.In the latter case, the counterweight is arranged as a piston for compressing a fluid capable of escaping through limited orifices in a manner well known to specialists.
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.Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example and shown in the appended drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view in axial section of a latch according to the invention, shown in the open position; Figures 2 and 3 are views similar to that of Figure 1 showing the latch respectively in the intermediate closed position and in the closed position; Figure 4 is an axial section along the line IV-IV of 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.In the figures, an elongated casing 10 contains a dielectric qaz, in particular sulfur hexafluoride, under an appropriate pressure, and the wall of the casing 10 is crossed by two staggered bushings 12, 14, arranged as input terminals and outlet of a latch accommodates inside the envelope 10. The bushing 14 presents an orifice 18 for passage and for guiding a movable contact rod 20 carrying at one of its ends a contact mobile 22 and at its opposite end a conductive disc 24. The contact rod 20 is capable of sliding axially to cooperate with a fixed assembly designated by the general reference 26 carried by the opposite crossing 12. A sliding contact 28 for supplying current consists of a plurality of elastic contact fingers 30, secured by one of their ends to the bushing 14 and arranged circumferentially around the movable contact so as to cooperate slidingly by their opposite ends 32 with the contact ct mobile 22 in the form of a cylinder. An annular spring 34 cooperates with the opposite ends 32 to urge the latter elastically in contact with the movable contact 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.In an analogous manner, the bushing 12 carries a fixed contact 36 in the form of a tulip constituted by a plurality of contact fingers 38 fixed by one of their ends 40 to the bushing 12 and extending coaxially to the movable contact 22. The free ends 42 of the fixed tulip contact 36 are arranged opposite the ends 32 at an interval sufficient to ensure isolation between the output and the input 12, 14 of the latch in the open position of the latter. The bushing 12 has an orifice 44 for crossing and guiding a spacer cylinder 46 forming a sliding counterweight. The diameter of the cylindrical counterweight 46 is exactly the same as that of the cylindrical movable contact 22, the counterweight 46 and the movable contact 22 being coaxial and axially movable. A spring 48 biases the cylindrical counterweight 46 towards the movable contact 22, the displacement in this direction being limited by a flange 50 abutting on the crossing 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. In the stop position of the counterweight 46, its end 52 is inserted between the ends 42 of the contact fingers 38 of the tulip contact 36, the front face of the end 52 of the counterweight 46 being slightly set back from the end 42 of the contact fingers 38. A spring 54 surrounds the contact fingers 38 to keep the ends 42 in contact with the spacer cylinder 46. It is easy to see that during the movement of the moving assembly 20, 22, 24 in the direction of closing of the latch, the movable contact 22 penetrates between the contact fingers 38 of the fixed tulip contact 36 and strikes the counterweight 46 which is expelled by elastic shock against the return spring 48. counterweight 46 the ends 42 of the contact fingers 38 bear on the movable contact 221con- locating a contact bridge between the sliding contact 28 and the tulip contact 36 to ensure the passage of the ranz neck.
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. The conductive disc 24 belongs to an electrodynamic actuator, designated by the general reference 56, preferably of the type described in French patent NO 2,247,118. The structure and operation of the electrodynamic actuator 5 will only be briefly recalled, the reader concerned with further details which may refer to the aforementioned patent. The conductive disc 24 is arranged opposite a coil 58 capable of being supplied by an electric discharge, for example by the discharge of a capacitor bank (not shown3. In the open position of the latch, the conductive disc 24 is practically in contact with the coil 58 and is subjected to intense induced currents during the supply of the coil 58. The disc 24 is then repelled by the Thomson effect and causes the contact rod 20 and the movable contact 22 in the closing direction of the interlocker.
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.A locking rod 60 extends the contact rod 20 through the coil 55 and cooperates with a locking device 62 consisting of wedging rollers 64. The locking device 62 allows free movement of the rod 60 and the associated mobile equipment. in the closing direction of the latch, but opposes any movement in the opposite direction. A return spring 66 urges the mobile assembly 20, 22, 24, 60 in the direction of opening of the latch, such movement being possible only in the unlocking position of the device 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.Unlocking can be controlled by any suitable means, in particular by an electro-dynamic actuator (not shown) pushing the rollers 64 into the unlocking position.
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). The engagement device according to the invention operates in the following manner
In the open position, shown in FIG. 1, the isolation between the bushings 12, 14 is ensured by the space filled with dielectric gas separating the sliding current supply contact 28 and the contact in fixed tulip 36. The spreader guide forming flyweight 46 is inserted between the contact fingers 38 and maintains these contact fingers in a position allowing penetration of the movable contact 22 without lateral movement of the contact fingers 38. The closing of the latch is controlled by the discharge of the capacitor bank in the coil 58 causing Thomson effect an ultra-rapid repulsion of the conductive disc 24. The mobile assembly constituted by the disc 24, the contact rod 20, the mobile contact 22 and the locking rod 60, is moved very quickly in the closing direction to the left in FIG. 1. The movable contact 22 penetrates between the contact fingers 36 whose spacing corresponds exactly to the diameter of the movable contact 22, cc last striking the flyweight 46, which is moved to the left in 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.The choice of materials of the movable contact 22 and of the counterweight 46 makes it possible to obtain an elastic choe between the movable contact 22 and the counterweight 46, which ensures the transfer of almost all of the kinetic energy of the movable assembly 20 , 22, 24, 60 towards the counterweight 46, the mobile assembly rapidly stopping in the closing position of the latch and the, locking device 62 preventing any movement in the opposite direction of opening under the action of the spring of return 66. The impacted counterweight 46 performs a back and forth movement to finally come into contact with the movable contact 22 under the action of the return spring 48. As soon as the counterweight 46 is ejected, the contact fingers 38 bear on the movable contact 22, which constitutes a contact bridge between the tulip contact 36 and the sliding current supply contact 28. The assembly is arranged in such a way that the counterweight remains outside the ends 42 of the contact fingers 38 in closed position of the latch, shown in 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.It is understood that the diameter of the movable contact 22 being exactly equal to that of the counterweight 46, the penetration of the movable contact 22 between the contact fingers 38 takes place without any rebound, preventing any formation of an electric arc liable to erode contact surfaces. The opening of the latch is controlled by unlocking the locking device 62, the return spring 66 moving the moving element 60, 20, 22, 24 to the right in FIG. 3. The counterweight 46 accompanies over a short distance the movable contact in its opening stroke and penetrates between the contact fingers 38 to maintain the latter in the separated position
As soon as the flange 50 comes into abutment, the counterweight 46 is retained in the position illustrated in FIG. 1.
L'ouverture s'effectue comme la fermeture sans déplacement notable des doigts de contact 38 du contact fixe 36.The opening is carried out like the closing without significant displacement of the contact fingers 38 of the fixed contact 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.The kinetic energy transmitted to the counterweight 46 is dissipated by simple friction or preferably by a shock absorber system of the dashpot type. In Figure 1 there is shown schematically in broken lines a cylinder 6S, carried by the bottom of the casing 10 into which penetrates the flange 50 arranged as a piston. The exhaust of the compressed fluid during the penetration of the flange 50 into the cylinder 6 ensures energy dissipation and braking of the movement of the counterweight 46. Any other mechanical or hydraulic braking or damping device can of course to be implemented.
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. The invention is of course in no way limited to the implementation method more particularly described, but it extends quite the contrary to any variant, in particular to that in which the supply of current to the movable contact would be carried out by a flexible conductor or any other equivalent device or that in which the guidance of the moving element and the counterweight or the movement control of the moving element would be carried out in a different manner.
Claims (8)
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Publications (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |