INTERRUPTEUR ÉLECTRIQUE FORMANT COUPE-CIRCUIT À ACTIONNEMENT RAPIDE

Description

[0001] La présente invention a pour objet un interrupteur électrique formant notamment coupe-circuit. Plus particulièrement, l'invention concerne un interrupteur électrique « à ensemble coulissant », et notamment un interrupteur électrique du type comprenant un corps creux délimitant une cavité, un ensemble coulissant comportant au moins une portion conductrice et adapté pour se déplacer dans ladite cavité depuis une première position, dite initiale, vers une seconde position, un actionneur agencé pour coopérer avec ledit ensemble coulissant et le déplacer dans ladite cavité, et au moins deux plots conducteurs électriques primaires, respectivement un plot amont et un plot aval, comprenant chacun une bague débouchant dans ladite cavité, lesdites bagues étant coaxiales et décalées axialement le long de la direction de déplacement de l'ensemble coulissant, dans lequel la portion conductrice de l'ensemble coulissant est au moins en contact électrique serré avec les deux plots conducteurs électriques primaires lorsque l'ensemble coulissant se trouve dans sa première position et, lorsque l'ensemble coulissant se trouve dans sa seconde position, le plot conducteur électrique amont est dégagé de la portion conductrice dudit ensemble coulissant.

[0002] L'interrupteur électrique objet du présent exposé forme principalement coupe-circuit et peut également être utilisé comme commutateur électrique. Il est particulièrement adapté aux circuits électriques pour courant de forte intensité.

[0003] Dans l'ensemble de la présente description, on désigne par plots conducteurs électriques primaires, les plots conducteurs électriques qui sont connectés à la portion conductrice de l'ensemble coulissant lorsque celui-ci se trouve dans sa première position, c'est-à-dire lorsque l'interrupteur électrique se trouve dans son état initial.

[0004] A contrario, on désigne par plots conducteurs électriques secondaires les plots conducteurs électriques qui ne sont connectés à la portion conductrice de l'ensemble coulissant que lorsque celui-ci se trouve dans sa deuxième position (cas où un composant du premier circuit électrique a été isolé, par exemple parce que considéré comme défaillant, et où un deuxième circuit électrique est fermé).

[0005] Dans de nombreuses applications, il est nécessaire de disposer d'interrupteurs électriques rapides et fiables permettant d'ouvrir un circuit défectueux afin d'isoler un ou plusieurs composants notamment lorsque ceux-ci sont défaillants, et permettant en outre, le cas échéant, de fermer simultanément un circuit de dérivation.

[0006] Le document FR 2 953 322 décrit un exemple d'interrupteur électrique du type précité, d'après le préambule de la revendication 1, dans lequel le contact électrique entre l'ensemble coulissant et les plots conducteurs est réalisé par le serrage des bagues, soit que ces bagues soient fendues, ce qui confère une certaine élasticité à la jonction électrique, soit que l'ensemble coulissant soit engagé par emboîtement forcé entre les bagues. A terme, les bagues fendues perdent cependant leur forme, et ont tendance à s'ovaliser sous l'effet du relâchement des contraintes. Dans ce cas, le contact électrique entre les bagues et l'ensemble coulissant peut être incertain ou tout simplement rompu. Le montage à force de l'ensemble coulissant entre les bagues annulaires des plots conducteurs est quant à lui malaisé.

[0007] Un but de la présente invention est de proposer un interrupteur électrique dépourvu des inconvénients mentionnés ci-dessus.

[0008] En particulier, un but de la présente invention est de proposer un interrupteur électrique du type précité pouvant être assemblé très simplement, agissant dans un temps très bref et assurant des liaisons électriques fiables dans le temps.

[0009] Plus précisément, l'invention concerne un interrupteur électrique comprenant un corps creux délimitant une cavité, un ensemble coulissant comportant au moins une portion conductrice et adapté pour se déplacer dans ladite cavité depuis une première position, dite initiale, vers une seconde position, un actionneur agencé pour coopérer avec ledit ensemble coulissant et le déplacer dans ladite cavité, et au moins deux plots conducteurs électriques primaires, respectivement un plot amont et un plot aval, comprenant chacun une bague débouchant dans ladite cavité, lesdites bagues étant coaxiales et décalées axialement le long de la direction de déplacement de l'ensemble coulissant, dans lequel la portion conductrice de l'ensemble coulissant est liée par un effort de serrage avec les deux plots conducteurs électriques primaires lorsque l'ensemble coulissant se trouve dans sa première position et, lorsque l'ensemble coulissant se trouve dans sa seconde position, le plot conducteur électrique amont est dégagé de la portion conductrice dudit ensemble coulissant, ledit interrupteur étant caractérisé en ce que l'ensemble coulissant comprend au moins un tube muni d'une fente s'étendant sur toute sa longueur, et en ce que la portion conductrice de l'ensemble coulissant est constituée par tout ou partie dudit tube fendu, l'effort de serrage entre la portion conductrice et les plots conducteurs électriques primaires étant assuré par l'élasticité du tube fendu.

[0010] Dans la définition qui précède, les termes "amont" et "aval" sont utilisés pour désigner la position d'un élément par rapport à un autre en prenant comme référence le sens de déplacement de l'ensemble coulissant lorsqu'il est actionné.

[0011] Grâce aux dispositions précédentes, la fermeture du circuit électrique reliant les plots conducteurs électriques primaires est assurée par des contacts électriques fiables, tant que l'interrupteur électrique se trouve dans sa position initiale. Comme la liaison entre les plots conducteurs électriques primaires et la portion conductrice de l'ensemble coulissant est une jonction permanente électrique réalisée par construction par le serrage initial du tube fendu, le contact électrique entre ces éléments est maîtrisé et n'est pas dégradé au cours du temps même si l'interrupteur électrique est soumis à des vibrations ou des chocs. Les phénomènes indésirables du type faux contacts, pertes par effet joule, arcs électriques, etc. sont évités. Lorsque, sous l'effet de l'actionneur, l'ensemble coulissant passe de sa première à sa seconde position, au moins l'un des plots n'est plus relié électriquement à la portion conductrice de l'ensemble coulissant. La liaison électrique entre les deux plots conducteurs électriques primaires est rompue, et le premier circuit électrique est ouvert.

[0012] Sa fente confère au tube fendu une élasticité qui facilite le montage de la jonction électrique. Le tube fendu peut ainsi être engagé par emboîtement forcé entre les bagues des plots conducteurs électriques.

[0013] Par emboîtement forcé, on entendra notamment l'application d'une force sensiblement radiale sur les extrémités longitudinales libres du tube de manière à rapprocher ces extrémités et à diminuer l'encombrement radial du tube, puis, une fois le tube introduit entre les bagues, le relâchement de ces extrémités pour que, sous l'effet de l'élasticité du tube, celui-ci vienne s'appliquer contre les faces internes des bagues.

[0014] Avec un tel tube fendu, tout relâchement de contrainte générant un accroissement du diamètre du tube participe à une amélioration du contact électrique et sera limité lors de l'assemblage dans la bague par le diamètre interne de la bague.

[0015] L'élasticité du tube fendu permet de disposer d'une force de serrage suffisamment élevée pour que la résistance électrique soit très faible tout en limitant les efforts nécessaires au déplacement du tube fendu lors du fonctionnement de l'interrupteur.

[0016] Pratiquement, le serrage peut être assuré en choisissant un diamètre du tube fendu au repos supérieur d'environ 4 à 5% au diamètre interne de la bague destinée à recevoir ledit tube, et en assemblant le tube fendu dans la bague en jouant sur l'élasticité du matériau du tube. Dans de telles conditions, des résistances de contact de l'ordre de 30 à 50 µOhm peuvent être obtenues.

[0017] De façon plus générale, on peut régler l'effort de serrage en jouant sur :

• le jeu de serrage entre le diamètre des bagues des plots conducteurs et le diamètre externe du tube fendu au repos, et en particulier la contrainte initiale appliquée au tube fendu par le rapprochement des deux extrémités libres du tube délimitant la fente,
• l'épaisseur du tube fendu (la longueur du tube étant par ailleurs fonction du déplacement souhaité, pour des raisons liées à la tension maximale),
• la nature des matériaux.

[0018] Le fait de disposer par construction d'un serrage orthogonal à l'axe de déplacement permet de réduire l'effort nécessaire au déplacement du tube fendu.

[0019] Par ailleurs, la résistance au déplacement du tube fendu à l'intérieur de la cavité évolue peu avec le niveau de serrage entre les bagues et le tube fendu.

[0020] On notera qu'un tube fendu peut être obtenu très simplement, à partir d'un tube standard qui est ensuite fendu par une simple opération de fraisage ou de découpe.

[0021] Dans la présente invention, on utilisera de manière préférentielle des bagues annulaires continues (i.e. non-fendues radialement). De telles bagues peuvent être obtenues facilement par matriçage ou estampage par procédés industriels avec des tolérances satisfaisantes, sans risque de perte de forme par relâchement de contrainte (comme c'est le cas avec des bagues fendues, qui subissent généralement une ovalisation au niveau de la fente).

[0022] Selon un exemple de réalisation de l'invention, la fente s'étend dans la direction axiale du tube.

[0023] De manière avantageuse, la largeur de la fente pratiquée dans le tube peut être choisie pour compenser au maximum l'écart de diamètre entre les plots conducteurs et ledit tube fendu, le diamètre de ce dernier étant plus grand avant montage forcé que celui des bagues des plots conducteurs.

[0024] Selon un exemple de réalisation, l'ensemble coulissant comprend un élément de serrage complémentaire introduit à l'intérieur du tube fendu et configuré pour appliquer au tube une force de serrage radial externe en direction des plots conducteurs électriques. De façon préférentielle, cet élément de serrage complémentaire sera réalisé dans un matériau isolant.

[0025] Selon un exemple de réalisation, l'actionneur est un générateur de gaz pyrotechnique (par exemple un micro générateur de gaz et son initiateur pyrotechnique ou un initiateur pyrotechnique) et l'ensemble coulissant comporte un piston mobile à l'intérieur de ladite cavité, une chambre d'expansion de gaz étant définie entre ledit générateur de gaz pyrotechnique et ledit piston. De façon préférentielle, le piston sera réalisé dans un matériau isolant.

[0026] Selon un exemple de réalisation, le piston comprend au moins une gorge circonférentielle adaptée à recevoir un joint d'étanchéité.

[0027] Selon un exemple de réalisation, le piston est réalisé dans un matériau isolant, et comprend une première partie adaptée à coulisser le long de la cavité et une seconde partie, située dans le prolongement de la première, adaptée à être introduite, au moins partiellement, à l'intérieur du tube fendu pour constituer un élément de guidage dudit tube.

[0028] Selon un exemple de réalisation, la seconde partie est montée à force à l'intérieur du tube fendu. L'élément de guidage a ainsi comme fonction supplémentaire de forcer l'ouverture radiale du tube fendu, renforçant ainsi la liaison électrique avec les bagues des plots conducteurs.

[0029] Selon un exemple de réalisation, le piston présente une cavité débouchant axialement, vers l'amont, l'espace délimité par cette cavité constituant au moins une partie de la chambre d'expansion des gaz.

[0030] Selon un exemple de réalisation, l'interrupteur comporte au moins un plot conducteur électrique secondaire disposé en aval desdits premier et second plots conducteurs électriques primaires et dans lequel la course de l'ensemble coulissant est telle que, lorsqu'il se trouve dans ladite seconde position, ledit second plot conducteur électrique primaire est électriquement connecté audit plot conducteur électrique secondaire par ladite portion conductrice de l'ensemble coulissant.

[0031] La structure définie ci-dessus est favorable à l'extension du nombre de coupe-circuits et/ou commutateurs. Dans cet esprit, selon une variante possible, l'interrupteur est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux groupes de deux plots conducteurs primaires agencés dans le prolongement l'un de l'autre d'amont en aval et en ce que ledit ensemble coulissant comporte un nombre correspondant de portions conductrices électriquement isolées entre elles, chacune desdites portions conductrices reliant exclusivement les plots conducteurs de chaque groupe lorsque ledit ensemble coulissant est dans sa position initiale.

[0032] Il est à noter que dans la variante décrite ci-dessus, le plot conducteur primaire amont d'un groupe de deux plots conducteurs primaires situés en aval d'un autre peut jouer la fonction de plot conducteur secondaire par rapport à ce groupe.

[0033] Dans ce même type de mode de réalisation comportant plusieurs groupes de plots conducteurs primaires, on peut aussi faire en sorte que l'agencement dudit ensemble coulissant et des plots conducteurs des deux groupes soit tel que, pour une position intermédiaire dudit ensemble coulissant, les plots électriques des deux groupes sont tous électriquement connectés via lesdites portions conductrices.

[0034] Par exemple, pour obtenir ce résultat, lesdites deux portions conductrices sont séparées par un isolant d'épaisseur moindre que celle d'un plot conducteur de sorte qu'à un moment donné de la course, les deux portions conductrices de l'ensemble coulissant se trouvent électriquement reliées par l'épaisseur d'une bague de l'un des plots conducteurs. Cette position transitoire permet, par exemple la fermeture momentanée d'un circuit de dérivation permettant d'assurer la continuité d'un circuit électrique pendant le trajet de l'ensemble coulissant.

[0035] Selon un exemple de réalisation, la cavité du corps creux est terminée dans sa partie aval par une portion de guidage destinée à guider l'ensemble coulissant lorsque celui-ci passe de sa première à sa seconde position. Cette portion de guidage permet un positionnement approprié du tube fendu coulissant conducteur lorsque celui-ci se trouve dans sa deuxième position. Dans les cas où, dans cette deuxième position, l'interrupteur électrique est destiné à fermer un ou plusieurs circuits de dérivation, la portion de guidage permet d'assurer des contacts électriques fiables et de bonne qualité entre certains plots conducteurs électriques et la ou les portions conductrices de l'ensemble coulissant.

[0036] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation d'un interrupteur électrique conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemples et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

• les figures 1A, 1B sont des vues schématiques en coupe longitudinale illustrant la structure et le fonctionnement d'un interrupteur électrique, formant coupe-circuit ;
• la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une réalisation technologique possible d'un interrupteur électrique conforme aux figures 1A et 1B ;
• les figures 3A à 3C sont des vues schématiques illustrant la structure et le fonctionnement d'un autre mode de réalisation ;
• les figures 4A à 4C sont des vues semblables aux figures 3A à 3C illustrant encore une autre variante ; et
• la figure 5 illustre encore une variante de piston pouvant être utilisé avec la présente invention.

[0037] En se reportant plus particulièrement aux figures 1 et 2, on a représenté un premier mode de réalisation d'un interrupteur électrique 11 conforme à l'invention et formant ici plus particulièrement un coupe-circuit pour un circuit électrique quelconque connecté à deux plots conducteurs électriques primaires 13, 14 au sens défini ci-dessus.

[0038] L'interrupteur coupe-circuit 11 comporte un corps creux 16 en matériau électriquement isolant délimitant une cavité 19, un actionneur 23 et les deux plots conducteurs électriques primaires 13, 14 débouchant dans la cavité 19.

[0039] L'interrupteur électrique 11 comprend également un ensemble coulissant 20 susceptible d'être déplacé dans la cavité. Dans l'exemple, la cavité 19 est cylindrique et l'ensemble coulissant 20 est lui-même essentiellement cylindrique.

[0040] L'ensemble coulissant 20 comprend un tube fendu 21 qui comporte au moins une portion conductrice. Dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, le tube fendu 21 est entièrement conducteur.

[0041] L'ensemble coulissant 20 comprend en outre un tiroir coulissant 22 en matériau isolant formant une sorte de piston, adapté à se déplacer à l'intérieur de la cavité, de façon à entraîner avec lui le tube fendu 21.

[0042] Selon l'exemple, l'actionneur 23 est un générateur de gaz pyrotechnique, connu en soi, installé dans le corps creux de façon à communiquer avec la cavité 19.

[0043] Une chambre d'expansion de gaz 25 est définie entre le générateur de gaz pyrotechnique 23 et l'une des faces d'extrémité axiales du piston 22. Dans l'exemple, plus particulièrement, le piston 22 comporte une cavité 26 dans sa face amont, dirigée vers le générateur de gaz 23, et cette cavité 26 constitue une partie de la chambre d'expansion des gaz 25.

[0044] Dans la position initiale où le tiroir coulissant 22 est pratiquement au contact de l'actionneur 23, c'est-à-dire avec la chambre d'expansion 25 réduite à son volume minimum, les deux plots conducteurs électriques 13, 14 sont reliés électriquement entre eux, via le tube fendu 21 dans une première position, dite initiale. Le contact électrique s'établit par l'intermédiaire de la portion conductrice (ici la totalité) du tube fendu 21.

[0045] Comme représenté, le tube fendu 21 se déplace vers une seconde position dans la cavité (figure 1B), sous l'effet de l'actionneur 23, c'est-à-dire lors de la mise à feu du générateur de gaz pyrotechnique et dans ce cas la liaison électrique entre les deux plots conducteurs 13, 14 est rompue, de sorte que le plot conducteur électrique primaire amont 13 est séparé du tube fendu 21.

[0046] Selon une caractéristique remarquable de l'invention, les deux plots conducteurs comportent deux bagues coaxiales 13a, 14a décalées axialement le long de la direction de déplacement de l'ensemble coulissant 20 et ces bagues 13a, 14a sont au moins en contact serré avec la portion conductrice de l'ensemble coulissant (ici le tube fendu 21) lorsqu'il se trouve dans ladite première position. Dans l'exemple, les faces internes des bagues 13a, 14a affleurent la paroi de la cavité 19. Lorsque l'ensemble coulissant est dans sa seconde position, la bague 13a est dégagée de la portion conductrice de l'ensemble coulissant (i.e. du tube fendu 21).

[0047] Avantageusement, dans ladite première position, le tube fendu 21 est engagé par emboîtement forcé entre les bagues 13a, 14a desdits plots conducteurs primaires 13, 14, ce qui permet de garantir une excellente liaison électrique entre lesdits plots conducteurs primaires pendant toute la période précédant l'actionnement de l'interrupteur électrique 11.

[0048] La figure 2 montre comment on peut réaliser de façon simple et économique un interrupteur électrique conforme au coupe-circuit qui vient d'être décrit.

[0049] Le corps creux 16 est défini par l'assemblage de deux éléments de boîtier 30, 31, respectivement gauche 30 et droit 31.

[0050] L'élément de boîtier 30 comporte deux trous borgnes taraudés 32 surmontés d'une empreinte ouverte latéralement 33 et dont la forme est définie pour accueillir une partie de chaque plot conducteur électrique 13, 14 et une partie d'un support de générateur de gaz 12.

[0051] Chaque plot conducteur électrique comporte une bague 13a et 14a prolongée latéralement par une barre de connexion 13b et 14b faisant saillie à l'extérieur du corps creux isolant de façon à pouvoir être connectée au circuit électrique externe au coupe-circuit.

[0052] Le second élément de boîtier 31 comporte deux trous traversant 36 permettant l'insertion de vis de fixation 37. De la même manière que le premier élément de boîtier 30, il comprend en outre une empreinte ouverte latéralement 34 et dont la forme est définie pour accueillir une partie de chaque plot conducteur électrique 13, 14 et une partie du support de générateur de gaz 12.

[0053] Le support de générateur de gaz 12 est monté entre les deux éléments de boîtier 30, 31 et comprend un perçage 38 qui reçoit à son extrémité le générateur de gaz 23. Le générateur de gaz 23 est monté à l'intérieur dudit support 12 de façon à définir la chambre d'expansion de gaz 25 à l'intérieur dudit perçage 38.

[0054] Comme mentionné précédemment, le tube fendu 21 est engagé à force dans chacune des deux bagues 13a, 14a.

[0055] De cette façon, dans ladite première position, initiale, les deux bagues coaxiales et décalées axialement 13a, 14a sont électriquement connectées par l'intermédiaire du tube métallique fendu 21.

[0056] Dans l'exemple illustré, le tiroir isolant 22 est inséré à l'intérieur du tube fendu coulissant 21. Ainsi, le tiroir isolant 22 assure les fonctions suivantes :

[0057] Une première partie ou partie amont 41, de forme cylindrique, de diamètre sensiblement égal au diamètre de la cavité 19, coulisse le long des faces internes de ladite cavité.

[0058] Dans sa face amont, dirigée vers le haut sur les figures 1 et 2, la première partie 41 comporte une cavité 26, ici également sensiblement cylindrique, qui délimite en partie le volume initial de la chambre d'expansion 25.

[0059] Comme il ressort de la figure 2, la première partie 41 comporte deux gorges circonférentielles 61, 62, espacées axialement l'une de l'autre, et recevant chacune un joint d'étanchéité torique 63, 64. Ainsi, le piston 22 ferme la chambre d'expansion des gaz 25 et permet l'augmentation rapide de pression dans l'environnement clos de cette chambre. Les gaz générés dans la chambre d'expansion des gaz 25 sont empêchés de s'infiltrer vers les bagues conductrices 13a, 14a.

[0060] Une rainure 65 est avantageusement formée dans au moins l'une desdites gorges et configurée pour former un passage calibré pour l'évacuation de l'air hors de la chambre d'expansion des gaz lors du montage du piston 22 dans le support de générateur de gaz 12.

[0061] Le piston 22, situé au moins pour partie en amont du tube fendu, a pour fonction de transmettre au audit tube 21 l'effort de pression généré par les gaz dans la chambre d'expansion des gaz 25 et de permettre la coupure du circuit en déplaçant ledit tube 21.

[0062] Cette première partie 41 est prolongée par une deuxième partie aval 42, de diamètre légèrement inférieur choisi pour permettre son insertion, éventuellement à force, à l'intérieur du tube fendu une fois celui-ci inséré entre les bagues 13a, 14a.

[0063] Cette deuxième partie peut faire office d'élément de guidage pour le tube fendu, lors de son déplacement à l'intérieur de la cavité 19.

[0064] Elle peut aussi, dans un mode de réalisation avantageux, former un élément de serrage complémentaire du tube fendu contre les bagues 13a, 14a.

[0065] Après déclenchement du générateur de gaz pyrotechnique 23, la situation est illustrée à la figure 1B. La liaison électrique entre les deux plots 13, 14 est interrompue.

[0066] On notera que le piston 22 présente ici, sur une partie située directement en amont du tube fendu, un diamètre égal au plus au diamètre externe de ce tube une fois inséré entre les bagues. Dans l'exemple illustré, le diamètre de la partie amont du piston est même légèrement inférieur à celui du tube fendu, de sorte que le piston, entraînant le tube fendu, peut coulisser facilement entre les bagues, sans y rester bloqué. Ceci est rendu possible ici par une légère différence de diamètre entre la partie la plus en amont de la cavité le long de laquelle coulisse le piston (formée ici par l'alésage du support de générateur) et sa partie aval (formée par les éléments de boîtiers), plus large, dans laquelle débouchent les bagues.

[0067] Comme on le voit sur les dessins, la cavité 19 se prolonge vers l'aval par une portion de guidage 45 qui permet de guider le tube fendu 21 lorsque celui-ci passe de la première à la seconde position et d'assurer à celui-ci une trajectoire rectiligne.

[0068] Un plot amortissant 9 est inséré dans le fond de la cavité 19. Au besoin, ce plot amortissant 9 a pour fonction de réduire l'énergie de l'impact du tube fendu conducteur 21 et du piston isolant 22 lorsque les deux pièces arrivent en contact sur le fond du corps d'interrupteur 16.

[0069] En se référant maintenant plus particulièrement aux figures 3A-3C, on note que l'interrupteur électrique 11A qui forme à la fois un coupe-circuit et un commutateur est obtenu de façon simple à partir des mêmes modules que ceux décrits précédemment.

[0070] Plus particulièrement, lorsque l'ensemble coulissant 20 est dans la première position dite initiale, la situation du point de vue électrique est conforme à la figure 3A, c'est-à-dire que les deux plots conducteurs électriques primaires 13, 14 sont, comme dans l'exemple précédent, interconnectés par le tube fendu 21.

[0071] L'interrupteur électrique 11A comporte cependant, outre les deux plots conducteurs primaires 13, 14, un plot électrique secondaire 50 situé en aval du plot conducteur primaire aval 14, comportant également une bague 50a prolongée latéralement par une barre de conduction 50b faisant saillie hors du corps de l'interrupteur.

[0072] Lorsque l'ensemble coulissant est dans sa première position, le plot conducteur secondaire est dégagé du tube fendu 21.

[0073] En revanche, lorsque, après déclenchement du générateur de gaz pyrotechnique 23, l'ensemble coulissant 20 se trouve dans sa seconde position (figure 3C), le plot conducteur électrique primaire aval 14 est électriquement connecté audit plot conducteur électrique secondaire 50 par l'intermédiaire du tube fendu 21 tandis que le plot conducteur électrique primaire amont 13 est dégagé du tube fendu conducteur 21. La longueur du tube fendu 21 est telle que, pendant un court instant, lors de la course de l'ensemble coulissant 20, les trois plots 13, 14, 50 sont électriquement reliés par le tube fendu 21. C'est la situation illustrée sur la figure 3B. Ainsi, un circuit de dérivation peut être fermé avant l'ouverture du coupe-circuit.

[0074] Les figures 4A-4C illustrent un autre mode de réalisation d'un interrupteur 11B pouvant être réalisé à partir de composants généralement semblables à ceux représentés sur la figure 2 et dans lequel plusieurs groupes de deux plots conducteurs primaires agencés dans le prolongement l'un de l'autre, d'amont en aval peuvent être associés à un même ensemble coulissant. Dans l'exemple, on a représenté seulement deux groupes de telles paires de plots conducteurs primaires mais il est clair que le dispositif peut être "étendu" de façon modulaire pour comporter un plus grand nombre de groupes de tels plots.

[0075] On retrouve un corps creux 16 en matériau électriquement isolant délimitant une cavité 19, plus longue axialement que dans les modes de réalisation précédents, un actionneur pyrotechnique 23 monté à une extrémité de ce corps creux pour délimiter une chambre d'expansion de gaz 25 avec l'extrémité adjacente du piston 22A.

[0076] Le piston 22A, illustré plus en détail sur la figure 5, présente ici une forme différente de celle des modes de réalisation décrits précédemment, en ce qu'il n'est pas prolongé par une partie de guidage complémentaire destinée à s'introduire dans le tube fendu. En d'autres termes, le tube fendu 21A est ici dissocié d'un piston mobile 22A à l'intérieur de la cavité 19. Le piston 22A est alors intercalé entre le tube fendu 21A et le générateur de gaz pyrotechnique, la chambre d'expansion 25 étant définie entre ce piston 22A et l'actionneur 23.

[0077] Le piston 22A, qui ne comprend qu'une seule partie 41 de diamètre adapté à coulisser le long de la cavité 19, sollicite donc le tube fendu 21A uniquement axialement, pour le déplacer de la première à la deuxième position.

[0078] Dans l'exemple, on distingue un premier groupe de deux plots conducteurs primaires 113, 114 et un second groupe de deux plots conducteurs primaires 213, 214 tandis que le tube fendu comporte un nombre correspondant, c'est-à-dire ici deux, de portions conductrices 58, 59 électriquement isolées entre elles. Selon l'exemple, le tube fendu 21A comprend deux parties métalliques séparées par une portion isolante 60 s'étendant, dans la position initiale, entre les deux groupes de paires de plots conducteurs primaires. De cette façon, chacune desdites portions conductrices 58, 59 relie exclusivement les plots conducteurs de chaque groupe lorsque l'ensemble coulissant est dans sa position initiale, illustrée sur la figure 4A. Après actionnement du générateur de gaz pyrotechnique, la situation est celle de la figure 4C, à savoir que le tube fendu 21 est totalement dégagé du plot conducteur primaire amont 113 du premier groupe (le groupe amont), que le plot conducteur primaire aval 114 du premier groupe est en contact avec le plot conducteur primaire amont 213 du second groupe par l'intermédiaire du tube fendu amont 58 tandis que le plot conducteur primaire aval 214 du second groupe (aval) est en contact électrique avec la partie aval du tube fendu 59 mais se trouve électriquement isolé de tous les autres plots conducteurs du fait que la portion isolante 60 se trouve entre les deux plots conducteurs primaires du second groupe (aval). Ainsi, dans cet agencement, une fonction de commutateur est réalisée entre les deux groupes de plots conducteurs primaires, c'est-à-dire que le plot conducteur primaire amont 213 du second groupe joue le rôle de plots conducteur secondaire par rapport au premier groupe.

[0079] Comme on le remarque sur les dessins, lesdites deux portions conductrices du tube fendu 21A sont séparées par un isolant 60 d'épaisseur moindre que celle d'un plot conducteur et notamment le plot conducteur amont 213 du second groupe. Ainsi, comme illustré sur la figure 4B, pendant la trajectoire de l'ensemble coulissant, et du fait que le contact entre la partie amont du tube fendu 21A et le plot conducteur amont du premier groupe n'a pas encore été rompu, tous les plots conducteurs des deux groupes sont interconnectés pendant un bref intervalle de temps via le tube fendu.

[0080] Dans tous les modes de réalisation, on peut avantageusement prévoir un passage de faible section entre la cavité 19 et l'extérieur au travers du corps 16, pour faciliter le déplacement de l'ensemble coulissant 20.

[0081] De plus, les produits de combustion du générateur de gaz peuvent être conducteurs ou contenir des particules métalliques. Si le circuit à couper est sous haute tension, un arc électrique ou une métallisation peut se produire dans la chambre 25 après déplacement du piston 22. Le piston 22 est ainsi avantageusement réalisé dans un matériau isolant, de sorte qu'après actionnement, les deux bagues 13a, 14a soient séparées par une partie isolante.

Revendications

1. Interrupteur électrique (11, 11A, 11B) comprenant un corps creux (16) délimitant une cavité (19),
un ensemble coulissant (20) comportant au moins une portion conductrice (21, 21A, 58, 59) et adapté pour se déplacer dans ladite cavité (19) depuis une première position, dite initiale, vers une seconde position,
un actionneur (23) agencé pour coopérer avec ledit ensemble coulissant (20) et le déplacer dans ladite cavité (19), et
au moins deux plots conducteurs électriques primaires, respectivement un plot amont (13, 113, 213) et un plot aval (14, 114, 214), comprenant chacun une bague (13a, 14a) débouchant dans ladite cavité (19), lesdites bagues (13a, 14a) étant coaxiales et décalées axialement le long de la direction de déplacement de l'ensemble coulissant (20),
dans lequel la portion conductrice (21, 21A, 58, 59) de l'ensemble coulissant (20) est liée par un effort de serrage aux deux plots conducteurs électriques primaires (13, 113, 213 ; 14, 114, 214) lorsque l'ensemble coulissant (20) se trouve dans sa première position et, lorsque l'ensemble coulissant (20) se trouve dans sa seconde position, le plot conducteur électrique amont (13, 113, 213) est dégagé de la portion conductrice (21, 21A, 58, 59) dudit ensemble coulissant (20),
ledit interrupteur (11, 11A, 11B) étant caractérisé en ce que l'ensemble coulissant (20) comprend au moins un tube (21, 21A) muni d'une fente (29) s'étendant sur toute sa longueur, et en ce que la portion conductrice (21, 21A, 58, 59) de l'ensemble coulissant (20) est constituée par tout ou partie dudit tube fendu (21, 21A), l'effort de serrage entre la portion conductrice (21, 21A, 58, 59) et les plots conducteurs électriques primaires (13, 113, 213 ; 14, 114, 214) étant assuré par l'élasticité du tube fendu.

2. Interrupteur électrique (11, 11A, 11B) selon la revendication 1, dans lequel la fente (29) s'étend dans la direction axiale du tube (21, 21A).

3. Interrupteur électrique (11, 11A) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'ensemble coulissant (20) comprend un élément de serrage complémentaire (42) introduit à l'intérieur du tube fendu (21) et configuré pour appliquer audit tube (21) une force de serrage radial externe en direction des plots conducteurs électriques (13, 14).

4. Interrupteur électrique (11, 11A, 11B) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'actionneur (23) est un générateur de gaz pyrotechnique et l'ensemble coulissant (20) comporte en outre un piston (22, 22A) mobile à l'intérieur de ladite cavité (19), une chambre d'expansion de gaz (25) étant définie entre ledit générateur de gaz pyrotechnique (23) et ledit piston (22, 22A).

5. Interrupteur électrique (11, 11A, 11B) selon la revendication 4, dans lequel le piston (22, 22A) comprend au moins une gorge circonférentielle (61, 62) adaptée à recevoir un joint d'étanchéité (63, 64).

6. Interrupteur électrique (11, 11A) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le piston (22) est réalisé dans un matériau isolant, et comprend une première partie (41) adaptée à coulisser le long de la cavité (19) et une seconde partie (42), située dans le prolongement de la première (41), adaptée à être introduite, au moins partiellement, à l'intérieur du tube fendu (21) pour constituer un élément de guidage dudit tube (21).

7. Interrupteur électrique (11, 11A) selon la revendication 6, dans lequel la seconde partie (42) est montée à force à l'intérieur du tube fendu (21).

8. Interrupteur électrique (11, 11A, 11B) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le piston (22, 22A) présente une cavité (26) débouchant axialement, vers l'amont, l'espace délimité par cette cavité (26) constituant au moins une partie de la chambre d'expansion des gaz (25).

9. Interrupteur électrique (11A) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant au moins un plot conducteur électrique secondaire (50) disposé en aval desdits premier et second plots conducteurs électriques primaires (13, 14) et dans lequel la course de l'ensemble coulissant (20) est telle que, lorsqu'il se trouve dans ladite seconde position, ledit second plot conducteur électrique primaire (14) est électriquement connecté audit plot conducteur électrique secondaire (50) par ladite portion conductrice de l'ensemble coulissant (20).

10. Interrupteur électrique (11A) selon la revendication 9, dans lequel l'agencement de l'ensemble coulissant (20) et des plots conducteurs électriques primaires et secondaire (13, 14, 50) est tel que, dans une position intermédiaire dudit ensemble coulissant, lesdits plots conducteurs électriques primaires (13, 14) et secondaire (50) sont électriquement connectés par ladite portion conductrice (21) dudit ensemble coulissant (20).

11. Interrupteur électrique (11B) selon l'une des revendications 1 à 10, comportant au moins deux groupes de deux plots conducteurs primaires (113, 114 ; 213, 214) agencés dans le prolongement l'un de l'autre d'amont en aval et dans lequel ledit ensemble coulissant (20) comporte un nombre correspondant de portions conductrices (58, 59) électriquement isolées entre elles, chacune desdites portions conductrices (58, 59) reliant exclusivement les plots conducteurs (113, 114 ; 213, 214) de chaque groupe lorsque ledit ensemble coulissant (20) est dans sa position initiale.

12. Interrupteur électrique (11B) selon la revendication 11, dans lequel l'agencement dudit ensemble coulissant (20) et des plots conducteurs (113, 114 ; 213, 214) des deux groupes est tel que, pour une position intermédiaire dudit ensemble coulissant (20), les plots électriques des deux groupes sont tous électriquement connectés via lesdites portions conductrices (58, 59).

13. Interrupteur électrique (11B) selon la revendication 12, dans lequel lesdites portions conductrices (58, 59) sont séparées par un isolant (60) d'épaisseur inférieure à celle d'un plot conducteur.

Ansprüche

1. Elektrischer Schalter (11, 11A, 11 B), umfassend
einen Hohlkörper (16), der einen Hohlraum (19) begrenzt,
eine Gleiteinheit (20), umfassend mindestens einen leitenden Abschnitt (21, 21A, 58, 59), und dazu vorgesehen, sich in dem Hohlraum (19) von einer ersten, so genannten Anfangsposition in eine zweite Position zu bewegen,
einen Aktuator (23), der derart angeordnet ist, dass er mit der Gleiteinheit (20) zusammenwirkt und sie in dem Hohlraum (19) bewegt, und
mindestens zwei primäre elektrische Kontaktstücke, ein stromaufwärtiges Kontaktstück (13, 113, 213) und ein stromabwärtiges Kontaktstück (14,114, 214), jeweils umfassend einen Ring (13a, 14a), der in den Hohlraum (19) mündet, wobei die Ringe (13a, 14a) koaxial und entlang der Bewegungsrichtung der Gleiteinheit (20) versetzt sind,
wobei der leitende Abschnitt (21, 21A, 58, 59) der Gleiteinheit (20) durch eine Spannkraft mit den beiden primären elektrischen Kontaktstücken (13, 113, 213; 14, 114, 214) verbunden ist, wenn sich die Gleiteinheit (20) in ihrer ersten Position befindet, und wenn sich die Gleiteinheit (20) in ihrer zweiten Position befindet, das stromaufwärtige elektrische Kontaktstück (13, 113, 213) aus dem leitenden Abschnitt (21, 21 A, 58, 59) der Gleiteinheit (20) gelöst ist,
wobei der Schalter (11, 11A, 11B) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gleiteinheit (20) mindestens ein Rohr (21, 21A) umfasst das mit einem schlitz (29) versehen ist, der sich über seine gesamte Länge erstreckt, und dass der leitende Abschnitt (21, 21A, 58, 59) der Gleiteinheit (20) zur Gänze oder teilweise von dem geschlitzten Rohr (21, 21A) gebildet ist, wobei die Spannkraft zwischen dem leitenden Abschnitt (21, 21A, 58, 59) und den primären elektrischen Kontaktstücken (13, 113, 213; 14, 114, 214) durch die Elastizität des geschlitzten Rohrs gewährleistet ist.

2. Elektrischer Schalter (11, 11 A, 11 B) nach Anspruch 1, bei dem sich der Schlitz (29) in Axialrichtung des Rohrs (21, 21A) erstreckt.

3. Elektrischer Schalter (11, 11 A) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Gleiteinheit (20) ein komplementäres Spannelement (42) umfasst, das in das Innere des geschlitzten Rohrs (21) eingeführt wird und derart konfiguriert ist, dass es an das Rohr (21) eine äußere radiale Spannkraft in Richtung der elektrischen Kontaktstücke (13, 14) anlegt.

4. Elektrischer Schalter (11, 11A, 11 B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Aktuator (23) ein pyrotechnischer Gasgenerator ist und die Gleiteinheit (20) ferner einen Kolben (22, 22A) umfasst, der im Inneren des Hohlraums (19) beweglich ist, wobei eine Gasexpansionskammer (25) zwischen dem pyrotechnischen Gasgenerator (23) und dem Kolben (22, 22A) definiert ist.

5. Elektrischer Schalter (11, 11A, 11 B) nach Anspruch 4, bei dem der Kolben (22, 22A) mindestens eine Umfangsnut (61, 62) umfasst, die dazu vorgesehen ist, eine Dichtung (63, 64) aufzunehmen.

6. Elektrischer Schalter (11, 11A) nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der Kolben (22) aus einem Isoliermaterial hergestellt ist und einen ersten Teil (41), der dazu vorgesehen ist, entlang des Hohlraums (19) zu gleiten, und einen zweiten Teil (42) umfasst, der sich in der Verlängerung des ersten (41) befindet und dazu vorgesehen ist, zumindest teilweise in das Innere des geschlitzten Rohrs (21) eingeführt zu werden, um ein Führungselement des Rohrs (21) darzustellen.

7. Elektrischer Schalter (11, 11A) nach Anspruch 6, bei dem der zweite Teil (42) fest im Inneren des geschlitzten Rohrs (21) montiert ist.

8. Elektrischer Schalter (11, 11A, 11B) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem der Kolben (22, 22A) einen stromaufwärts axial mündenden Hohlraum (26) aufweist, wobei der von diesem Hohlraum (26) begrenzte Raum zumindest einen Teil der Gasexpansionskammer (25) darstellt.

9. Elektrischer Schalter (11A) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend mindestens ein sekundäres elektrisches Kontaktstück (50), das stromabwärts zu den ersten und zweiten primären elektrischen Kontaktstücken (13, 14) angeordnet ist, und bei dem der Hub der Gleiteinheit (20) derart ist, dass, wenn sie sich in der zweiten Position befindet, das zweite primäre elektrische Kontaktstück (14) elektrisch an das sekundäre elektrische Kontaktstück (50) durch den leitenden Abschnitt der Gleiteinheit (20) angeschlossen ist.

10. Elektrischer Schalter (11A) nach Anspruch 9, bei dem die Anordnung der Gleiteinheit (20) und der primären und sekundären elektrischen Kontaktstücke (13, 14, 50) derart ist, dass in einer Zwischenposition der Gleiteinheit die primären (13, 14) und sekundären (50) elektrischen Kontaktstücke elektrisch durch den leitenden Abschnitt (21) der Gleiteinheit (20) angeschlossen sind.

11. Elektrischer Schalter (11 B) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend mindestens zwei Gruppen von zwei primären elektrischen Kontaktstücken (113, 114; 213, 214), die in der Verlängerung zueinander von stromaufwärts nach stromabwärts angeordnet sind, und bei dem die Gleiteinheit (20) eine entsprechende Anzahl von leitenden Abschnitten (58, 59), die elektrisch voneinander isoliert sind, umfasst, wobei jeder dieser leitenden Abschnitte (58, 59) ausschließlich die Kontaktstücke (113, 114; 213, 214) jeder Gruppe verbindet, wenn sich die Gleiteinheit (20) in ihrer Ausgangsposition befindet.

12. Elektrischer Schalter (11 B) nach Anspruch 11, bei dem die Anordnung der Gleiteinheit (20) und der Kontaktstücke (113, 114; 213, 214) der beiden Gruppen derart ist, dass für eine Zwischenposition der Gleiteinheit (20) die Kontaktstücke der beiden Gruppen alle über die leitenden Abschnitte (58, 59) elektrisch verbunden sind.

13. Elektrischer Schalter (11 B) nach Anspruch 12, bei dem die leitenden Abschnitte (58, 59) durch einen Isolator (60) mit einer geringeren Dicke als jene eines Kontaktstückes getrennt sind.

Claims

1. An electric switch (11, 11A, 11B) comprising:

· a hollow body (16) defining a cavity (19);

· a sliding assembly (20) comprising at least one conductive portion (21, 21A, 58, 59) and adapted to move in said cavity (19) from an "initial" first position to a second position;

· an actuator (23) arranged to co-operate with said sliding assembly (20) and to move it in said cavity (19); and

· at least two primary electrically conductive tabs, respectively an upstream tab (13, 113, 213) and a downstream tab (14, 114, 214), each comprising a ring (13a, 14a) penetrating into said cavity (19), said rings (13a, 14a) being on the same axis and being offset axially in the travel direction of the sliding assembly (20) ;

wherein the conductive portion (21, 21A, 58, 59) of the sliding assembly (20) is connected by a clamping force to the two primary electrically conductive tabs (13, 113, 213; 14, 114, 214) when the sliding assembly (20) is in its first position, and when the sliding assembly (20) is in its second position, the upstream electrically conductive tab (13, 113, 213) is separated from the conductive portion (21, 21A, 58, 59) of said sliding assembly (20);
said switch (11, 11A, 11B) being characterized in that the sliding assembly (20) comprises at least one tube (21, 21A) split by a slot (29) extending along its entire length, and in that the conductive portion (21, 21A, 58, 59) of the sliding assembly (20) is constituted by all or part of said split tube (21, 21A), the clamping force between the conductive portion (21, 21A, 58, 59) and the primary electrically conductive tabs (13, 113, 213; 14, 114, 214) being provided by the resilience of the split tube.

2. An electric switch (11, 11A, 11B) according to claim 1, wherein the slot (29) extends in the axial direction of the tube (21, 21A).

3. An electric switch (11, 11A) according to claim 1 or claim 2, wherein the sliding assembly (20) includes an additional clamping element (42) inserted inside the split tube (21) and configured to apply an outwardly directed radial clamping force on said tube (21) towards the electrically conductive tabs (13, 14).

4. An electric switch (11, 11A, 11B) according to any one of claims 1 to 3, wherein the actuator (23) is a pyrotechnic gas generator and the sliding assembly (20) further includes a piston (22, 22A) movable inside said cavity (19), a gas expansion chamber (25) being defined between said pyrotechnic gas generator (23) and said piston (22, 22A).

5. An electric switch (11, 11A, 11B) according to claim 4, wherein the piston (22, 22A) includes at least one circumferential groove (61, 62) adapted to receive a sealing ring (63, 64).

6. An electric switch (11, 11A) according to claim 4 or claim 5, wherein the piston (22) is made of insulating material and comprises a first portion (41) adapted to slide along the cavity (19), and a second portion (42) that is situated in line with the first portion (41) and that is suitable for being inserted, at least in part, inside the split tube (21) in order to constitute a guide element for said tube (21).

7. An electric switch (11, 11A) according to claim 6, wherein the second portion (42) is mounted by force inside the split tube (21).

8. An electric switch (11, 11A, 11B) according to any one of claims 4 to 7, wherein the piston (22, 22A) presents a cavity (26) that is axially open upstream, the space defined by said cavity (26) constituting at least a portion of the gas expansion chamber (25).

9. An electric switch (11A) according to any one of claims 1 to 8, including at least one secondary electrically conductive tab (50) arranged downstream from said first and second primary electrically conductive tabs (13, 14), and wherein the stroke of the sliding assembly (20) is such that when it is in said second position, said second primary electrically conductive tab (14) is electrically connected to said secondary electrically conductive tab (50) by said conductive portion of the sliding assembly (20).

10. An electric switch (11A) according to claim 9, wherein the arrangement of the sliding assembly (20) and of the primary and secondary electrical conductive tabs (13, 14, 50) is such that in an intermediate position of said sliding assembly, said primary and secondary electrically conductive tabs (13, 14; 50) are electrically interconnected by said conductive portion (21) of said sliding assembly (20).

11. An electric switch (11B) according to any one of claims 1 to 10, including at least two groups of two primary conductive tabs (113, 114; 213, 214) arranged in line one with another from upstream to downstream and wherein said sliding assembly (20) includes a corresponding number of conductive portions (58, 59) that are mutually electrically insulated, each of said conductive portions (58, 59) interconnecting only the conductive tabs (113, 114; 213, 214) of each group when said sliding assembly (20) is in its initial position.

12. An electric switch (11B) according to claim 11, wherein the arrangement of said sliding assembly (20) and of the conductive tabs (113, 114; 213, 214) of the two groups is such that for an intermediate position of said sliding assembly (20), the electrically conductive tabs of the two groups are electrically interconnected via said conductive portions (58, 59).

13. An electric switch (11B) according to claim 12, wherein said conductive portions (58, 59) are separated by insulation (60) of thickness smaller than the thickness of a conductive tab.

Dessins