FR2867304A1 - Dispositif de commutation comprenant un mecanisme d'actionnement ultra-rapide - Google Patents

Abstract

Dispositif de commutation comprenant une partie de commutation (17) ayant un contact fixe (1) et un contact mobile (2) qui peut se déplacer par rapport audit contact fixe (1) entre une position d'ouverture et une position de fermeture. Le dispositif de commutation comprend un mécanisme de d'actionnement (3) responsable du déplacement du contact mobile (2) par l'intermédiaire d'un organe propulseur (13) agissant sur un organe de transmission (10). Ledit organe propulseur (13) du mécanisme d'actionnement (3) est mobile, et est maintenu, lorsque les contacts (1) et (2) sont fermés, au contact avec l'organe de transmission (10) grâce à au moins deux moyens élastiques (11, 12). Les moyens élastiques (11, 12) agissent respectivement sur ledit organe de transmission (10) et sur ledit l'organe propulseur mobile (13), les forces exercées par lesdits moyens élastiques s'opposant.

Description

DISPOSITIF DE COMMUTATION COMPRENANT UN MECANISME D'ACTIONNEMENT ULTRA-

RAPIDE

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention est relative à un dispositif de commutation comprenant une partie de commutation ayant un contact fixe et un contact mobile qui peut se déplacer par rapport audit contact fixe entre une position d'ouverture et une position de fermeture et un mécanisme de d'actionnement responsable du déplacement du contact mobile par l'intermédiaire d'un organe propulseur agissant sur un organe de transmission.

ETAT DE LA TECHNIQUE

2] L'utilisation de mécanisme d'actionnement ultra-rapide d'ouverture ou de fermeture des contacts d'un dispositif de commutation est décrit notamment dans les demandes de brevet (FR-A-2815611, US2002/0044403 Al, W003/056586 A1).

3] De manière connue, comme représentée sur la figure 1, le dispositif de commutation comprend un contact fixe 1 coopérant avec un contact mobile 2. Les contacts sont connectés respectivement aux bornes électriques d'un circuit électrique externe à commuter. La commande d'ouverture et de fermeture des contacts, autrement dit le mouvement du contact mobile est actionné par un mécanisme d'actionnement 3.

4] Le but recherché par de tels dispositifs est l'ouverture et la fermeture ultra rapide des contacts.

5] Certaines solutions proposent des mécanismes d'actionnement ayant un propulseur à effet Thomson classique. Le mécanisme d'actionnement 3 est généralement composé d'un organe de transmission 10 et d'un organe propulseur 13. L'organe de transmission 10 est essentiellement composé d'un disque mobile 4 relié au contact mobile 2 par un arbre mobile 6. L'organe propulseur 13 est essentiellement constitué d'une bobine 5 dite de propulsion.

Généralement, le disque 4 est positionné le plus près possible de la bobine 5. La bobine de propulsion 5 est fixe par rapport au bâtit 7 du dispositif.

6] Pour ouvrir les contacts, la bobine de propulsion est parcourue par un courant électrique et génère un champ magnétique qui produit une force de répulsion électromagnétique Fp qui repousse le disque mobile 4 suivant une direction parallèle à son axe de révolution 8. Le déplacement du disque 4 provoque de manière concomitante le déplacement du contact mobile 2 et donc l'ouverture des contacts du dispositif de commutation. Ce type de mécanisme est utilisé pour sa simplicité de mise en oeuvre ainsi que pour son faible coût de revient.

7] Présentée sur la figure 2, une autre solution encore plus efficace que la précédente consiste à placer une deuxième bobine 9 dans le disque mobile 4. On utilise alors conjointement les forces de répulsion créées par les deux bobines pour un déplacement ultra-rapide du contact mobile 2 via la seconde bobine mobile 9. Les deux bobines sont alors configurées de manière à créer des forces de répulsion électromagnétiques opposées. Chaque bobine génère un champ magnétique qui produit une force de répulsion électromagnétique qui tend à repousser l'autre bobine. Sous l'effet combiné des deux forces de répulsion, la bobine mobile 9 va se déplacer encore plus rapidement. L'avantage principal de ce genre de dispositif est que l'on peut créer des forces de répulsion plus intenses que dans le cas d'un propulseur à effet Thomson classique. Les courants n'ont pas à être induits dans un secondaire tel qu'un disque pour que la force de répulsion s'exprime. Ce type de dispositif peut être utilisé sur un disjoncteur électromécanique à ouverture ultra rapide permettant une limitation très forte des courants de court-circuit.

8] En outre, le dispositif à double bobine peut être utilisé sous forme asymétrique ou avec des bobines de formes diverses. II peut être aussi complexifié au niveau de sa commande électronique. Une électronique plus sophistiquée donne accès à des fonctionnalités plus évoluées qui permettent de mieux contrôler le dispositif. On peut notamment gérer la course de déplacement de la bobine mobile qui peut être ralentie ou accélérée dans un sens comme dans l'autre. On peut aussi envisager des maintiens en position basse, des maintiens en position haute grâce à une force de rappel électromagnétique supplémentaire.

9] L'efficacité des systèmes d'ouverture ultra-rapide dépend de la taille de l'espace présent entre l'organe propulseur 13 et l'organe de transmission 10 lorsque les contacts sont fermés. Par la suite, cet espace est appelé entrefer. Le but recherché consiste à maintenir en contact le disque mobile de l'organe de transmission 10 et la bobine fixe l'organe propulseur 13, autrement dit à réduire au maximum la taille de l'entrefer.

0] Compte tenu de la fabrication de tels dispositifs et compte tenu de l'usure des contacts observée au cours du fonctionnement, des jeux sont présents et les courses de déplacement des contacts ne sont pas constantes au cours du temps. La présence de ces jeux peut se répercuter notamment au niveau de la longueur de l'entrefer entre la bobine fixe et le disque mobile.

1] Lorsque les dispositifs précédemment décrits sont dédiés à des applications basse tension où les courses de déplacement des contacts mobiles sont relativement réduites par rapport au jeu global existant. Une variation de la longueur de l'entrefer entre différentes manipulations influence le bon fonctionnement du dispositif. En effet, compte tenu de la taille des bobines et de leur capacité à produire des forces de propulsion, la présence d'un entrefer trop important avant une ouverture, risque de provoquer une ouverture insuffisante ou trop lente entre les contacts. En outre, le temps d'ouverture des contacts varie d'une ouverture à l'autre.

EXPOSE DE L'INVENTION [0012] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un dispositif de commutation stable et évitant les dérives de fonctionnement.

3] Le dispositif de commutation selon l'invention comprend un organe propulseur du mécanisme d'actionnement, ledit organe propulseur est mobile et maintenu, lorsque les contacts sont fermés, au contact avec l'organe de transmission grâce à au moins deux moyens élastiques agissant respectivement sur ledit organe de transmission et sur ledit l'organe propulseur mobile, les forces exercées par lesdits moyens élastiques s'opposant.

4] Avantageusement, la force des moyens élastiques s'exerçant sur l'organe de transmission est supérieure à la force des moyens élastiques s'exerçant sur l'organe propulseur mobile, et la masse globale de l'organe de transmission est inférieure à la masse de l'organe propulseur mobile.

5] De préférence, le rapport d'intensité des forces exercées par les moyens élastiques est compris entre deux et dix et le rapport des masses de io l'organe propulseur et de l'organe de transmission est compris entre cinq et cent.

6] De préférence, le rapport d'intensité des forces exercées par les moyens élastiques est égale à cinq et le rapport des masses l'organe propulseur et de l'organe de transmission est égale à dix.

7] Avantageusement l'organe propulseur mobile produit une force de propulsion d'intensité supérieure aux forces exercées par lesdits moyens élastiques.

8] De préférence, l'organe propulseur mobile comprend un actionneur électromagnétique constitué d'une bobine logée dans une culasse mobile sur laquelle s'applique la force des moyens élastiques correspondants.

9] De préférence, la force de propulsion est d'intensité au moins égale respectivement à vingt fois et à cent fois l'intensité des forces exercées par les moyens élastiques.

0] De préférence, l'organe de transmission est composé d'un disque métallique mobile positionné en vis à vis par rapport à la bobine dudit actionneur électromagnétique, les axes de révolution de la bobine et du disque étant confondus.

1] Le disque de l'organe de transmission comprend une bobine mobile positionnée en vis à vis par rapport à la bobine dudit actionneur électromagnétique, les axes de révolution des deux bobines étant confondus.

2] Dans un mode de réalisation particulier, le mécanisme d'actionnement comprend un second propulseur électromagnétique fixe comprenant une bobine d'ouverture et/ou fermeture logée au-delà de l'organe de transmission, les axes de révolution des organes propulseurs fixe et mobile et de l'organe de transmission étant sensiblement alignés.

3] Selon un développement de l'invention, l'organe propulseur mobile comprend un actionneur piézoélectrique comprenant au moins un élément piézoélectrique précontraint, l'organe propulseur mobile sur lequel s'applique la force des moyens élastiques correspondants.

4] Avantageusement, une déformation des éléments piézoélectriques sous l'action d'une impulsion de tension provoque le déplacement de l'organe de transmission.

5] La déformation des éléments piézoélectriques est transmise à l'organe de transmission par l'intermédiaire d'un axe propulseur dont les extrémités sont respectivement au contact de l'organe de transmission et lesdits éléments piézoélectriques.

6] De préférence, la force de propulsion engendrée par l'actionneur piézoélectrique est supérieure aux forces produites respectivement par les moyens élastiques.

7] Avantageusement, le contact mobile 2 est directement placé sur le disque de l'organe de transmission 10.

8] Un Interrupteur à coupure hybride selon un mode de développement de l'invention comportant en parallèle un moyen d'ouverture mécanique et un moyen d'ouverture électrique, le moyen d'ouverture mécanique est constitué d'un dispositif de commutation tel que défini ci-dessus.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

9] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés sur lesquels: É Les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques en coupe de dispositifs de l'état de la technique; É La figure 3 est une vue schématique en coupe d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention où les contacts sont en position fermée; É La figure 4 est une vue schématique en coupe du dispositif selon un mode de réalisation de l'invention où les contacts sont en position ouverte; É Les figures 5 à 10 représentent des variantes de réalisation du dispositif selon 10 un mode de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION

0] Comme représenté sur la figure 3, le mécanisme d'actionnement 3 est composé d'un organe propulseur mobile 13 et d'un organe de transmission 10.

1] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe propulseur mobile 13 comporte un actionneur électromagnétique composé d'un corps, appelé par la suite culasse 14 ainsi qu'une bobine électrique dite bobine de propulsion 5. La culasse 14 de forme cylindrique possède une première face postérieure 15 et une seconde face antérieure 16. La bobine électrique de propulsion 5 est placée dans un alésage réalisé dans la face postérieure 15 de la culasse 14. La face supérieure de la bobine est placée légèrement en retrait par rapport à la face de postérieure 15 de la culasse 14. Les axes de révolution 8 de la bobine 5 et de la culasse 14 sont confondus ou alignés.

2] La culasse 14 est reliée au bâtit 7 du dispositif par l'intermédiaire de moyens élastiques 12. Selon le mode de réalisation, les moyens élastiques 12 comportent un ressort hélicoïdal. Ce ressort travaillant en compression exerce une force F2 sur la culasse 14 de l'organe propulseur mobile 13 qui tend à le faire déplacer en direction de l'organe de transmission 10.

3] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de transmission 10 comporte un disque métallique 4. L'axe de révolution de ce disque 8 est 30 confondu avec celui de la culasse 14. La face inférieure du disque 4 est placée en vis-à-vis avec la face postérieure 15 de la culasse 14. Dans l'exemple de réalisation, le diamètre extérieur du disque est au moins égal au diamètre extérieur de la bobine 5.

4] Le disque 4 est relié au bâtit 7 du dispositif par l'intermédiaire de moyens élastiques 11. Selon ce mode de réalisation, les moyens élastiques 11 comportent un ressort hélicoïdal. Ce ressort travaillant en compression exerce une force F1 sur le disque 4 de l'organe de transmission 10 qui tend à le faire déplacer en direction de l'organe propulseur 13.

5] Les forces de compression F1 et F2 sont donc en opposition et tendent à coller la face inférieure du disque sur la face postérieure 15 de la culasse 14.

6] Suivant l'exemple de réalisation, lorsque les contacts électriques 1, 2 de la partie de commutation 17 sont fermés, le disque 4 et la culasse 14 sont en contact, l'entrefer entre ces derniers est donc nul. Le dispositif se trouve alors dans un état stable dit de fermeture.

7] Le contact mobile 2 de la partie de commutation 17 est relié au disque mobile 4 du mécanisme d'actionnement 3 par l'intermédiaire d'un arbre mobile 6. Ainsi, le mouvement en translation du disque mobile 4 suivant son axe de révolution 8 est intégralement transmis au contact mobile 2 qui se déplace suivant le même axe. L'arbre mobile 6 est monté de manière solidaire à l'organe de transmission 10.

8] Lorsque le dispositif se trouve dans son état stable de fermeture, les moyens élastiques 11 agissant sur le disque mobile 4 sont choisis de telle manière à exercer une force F1 qui est très supérieure à la force F2 exercée par les moyens élastiques 12 agissant sur la culasse 14. En outre, la masse globale M2 de l'organe propulseur mobile 13 est très supérieure à la masse globale M1 de l'organe de transmission 10 formé principalement par le disque 4, l'arbre mobile 6 et le contact mobile 2. A titre d'exemple, l'intensité des forces F1 et F2 sont égales respectivement à dix et deux Newtons. F2 est de préférence égale à 20 pour cent de F1. A titre d'exemple, les masses M1 et M2 sont égales respectivement à 4 et 40 grammes. La masse M2 est de préférence égale égale à fois la masse M1. De préférence, le rapport d'intensité des forces F1, F2 exercées par les moyens élastiques 11, 12 est compris entre deux et dix et le rapport des masses M1, M2 de l'organe propulseur 13 et de l'organe de transmission 10 est compris entre cinq et cent.

9] Le fonctionnement du dispositif de commutation selon un premier mode réalisation est le suivant.

0] Lorsque les contacts 1 et 2 du dispositif de commutation sont fermés, comme représenté sur la figure 3, une impulsion de courant envoyée dans la bobine de propulsion 5 de la culasse 14 mobile produit un champ magnétique qui engendre une force de propulsion Fp agissant sur le disque 4. Une force Fp' due à un effet de contre-réaction, d'intensité égale à Fp, s'applique sur la culasse 14. L'impulsion électrique est délivrée par une source d'énergie en particulier impulsionnelle qui peut être constituée d'un condensateur préalablement chargé.

1] A l'envoi de l'impulsion de courant électrique dans la bobine 5, c'est à dire au moment où le dispositif va quitter son état stable de fermeture, l'intensité des forces Fp et Fp' est largement supérieure aux intensités des forces exercées par les moyens élastiques 11 et 12 (Fp F1 et Fp' F2). A titre d'exemple, l'intensité de la force de propulsion Fp est égale respectivement à vingt cinq fois et à cent vingt cinq fois l'intensité des forces F1 et F2.

2] Les forces de propulsion s'appliquant respectivement sur l'organe de transmission 10 et sur l'organe propulseur mobile 13 s'opposent aux forces de compression F1 et F2. Ainsi, lesdites forces F1 et F2 tendent à accoler le disque 4 de l'organe de transmission 10 à la culasse 14 de l'organe propulseur 13, et les forces Fp et Fp' tendent à décoller lesdits organes.

3] Compte tenu des valeurs respectives des forces en présence (F1, F2, Fp, Fp'), le disque 4 et la culasse 14 sont alors respectivement écartés l'un de l'autre avec des accélérations 71 et y2. Les accélérations 71 et 72 dépendent directement des masses M1 et M2 ainsi que des forces de propulsion Fp et Fp'. 3o On obtient les équations suivantes: [0044] Fp = M1 É l et Fp'= M2 É 2 [0045] Compte tenu que la masse M2 est très supérieure à la masse M1, l'accélération y1 du disque mobile 4 associé au contact mobile 2 est plus importante que l'accélération y2 de l'organe propulseur mobile 13. Ainsi le déplacement de la culasse 14, proportionnel à son accélération, est très faible et lent en comparaison de celui du contact mobile 2. On obtient donc une ouverture très rapide du contact mobile 2. A titre d'exemple, les valeurs des accélérations yl et y2 sont respectivement de 60000 mètre par seconde au carré (60000 m/s2) et 6200 mètre par seconde au carré (6200 m/s2). Ceci correspond yo approximativement à 6118 fois l'accélération de la pesanteur pour l'accélération y1 et 632 fois pour l'accélération y2. La vitesse V1 maximum de déplacement de l'organe de transmission 10 est de trois mètres par seconde (3 m/s) sur un déplacement de X1 de deux millimètres.

6] Lorsque la bobine 5 n'est plus alimentée, la force de propulsion Fp est nulle. La force F1 exercée par les moyens élastiques 11 agissant sur l'organe de transmission 10 permet au contact mobile 2 de revenir en contact avec le contact fixe 1. Les contacts 1 et 2 de la partie de commutation 17 sont donc à nouveau fermés et le dispositif retrouve un état stable de fermeture.

7] La force F2 exercée par les moyens élastiques 12 agissant sur l'organe propulseur 13 permet à la culasse 14 de revenir en contact avec le disque mobile 4. La course de déplacement de la culasse suivant l'axe 8, est suffisante pour compenser une usure des contacts 1 et 2 ou un jeu résiduel. Ainsi, quelle que soit l'usure des contacts et les jeux présents dans le dispositif, l'entrefer est donc de nouveau nul après cette séquence d'ouverture et de fermeture.

8] Selon une variante de réalisation, représentée sur la figure 5, les moyens élastiques 11 sont placés directement sur le contact mobile 2 et exercent leur action directement sur ce dernier.

9] Selon un autre exemple de réalisation, le disque mobile 4 peut contenir une bobine 9. Le fonctionnement du dispositif de commutation selon ce mode réalisation représenté sur la figure 6 est le suivant.

0] Afin d'ouvrir les contacts, une impulsion de courant est envoyée à la fois dans la bobine de propulsion 5 et dans la bobine mobile 9. L'alimentation des deux bobines est réalisée de manière à ce que les champs magnétiques créés par lesdites bobines, engendrent des forces de propulsion de directions opposées. L'effet global résultant de la présence de ces deux forces, tend alors à écarter le disque 4 de la culasse 14.

1] A l'envoi de l'impulsion de courant électrique dans les bobines 5 et 9, c'est à dire au moment où le dispositif va quitter son état stable de fermeture, l'intensité des forces résultantes FP et FP' s'appliquant respectivement sur l'organe de transmission 10 et l'organe propulseur 13 est largement supérieure aux intensités des forces exercées par les moyens élastiques 11 et 12, par exemple FP F1 et FP' F2. Les forces FP et FP' s'opposent aux forces de compression F1 et F2. Compte tenu que lesdites forces F1 et F2 tendent à accoler le disque 4 de l'organe de transmission 10 à la culasse 14 de l'organe propulseur, les forces FP et FP' tendent à décoller lesdits organes. On obtient alors une ouverture du contact mobile encore plus rapide que dans l'exemple de réalisation précédent. A titre d'exemple, la force FP et l'accélération y1 peuvent atteindre respectivement 350 newtons et 87500 mètres par seconde au carré (87500 mIs2). La vitesse V1 maximum de déplacement de l'organe de transmission 10 peut atteindre 5 mètres par seconde (5 m/s) sur un déplacement X1 de 4 millimètres.

2] Lorsque les bobines 5 et 9 ne sont plus alimentées, les forces de propulsion FP et FP' sont nulles. Les forces F1 et F2 respectives des moyens élastiques 11 et 12 agissant sur les éléments mobiles de l'organe d'actionnement permettent à l'organe de transmission 10 de revenir en contact avec l'organe propulseur et permettent simultanément la fermeture des contacts 1 et 2 de la partie de commutation 17.

3] Afin d'augmenter encore la vitesse de déplacement du contact mobile, un deuxième propulseur électromagnétique fixe peut être utilisé dans le mécanisme d'actionnement. Selon la figure 7, une troisième bobine 20 fixe est alors placée entre le disque mobile 4 et le bâtit 7. Suivant le sens du courant circulant dans la bobine 20, le champ magnétique créé par ladite bobine 20, engendrent une force d'attraction qui tend à attirer le disque mobile 4 vers ladite bobine 20 et de l'éloigner de la culasse 4. Ainsi, cette force électromagnétique d'attraction peut être utilisée dans le but d'ouvrir rapidement les contacts. En outre, cette force d'attraction peut permettre de maintenir les contacts en position ouverte.

4] Selon une autre variante de réalisation, le disque 4 de l'organe de transmission 10 et l'arbre mobile 6 sont en contact mais ne sont pas montés solidairement.

5] Avantageusement selon les figures 8 et 9, afin de réduire la taille et l'encombrement du dispositif de commutation, il est possible de positionner directement le contact mobile 2 sur le disque mobile 4 de l'organe de transmission 10. Un trou est aménagé dans la culasse 14 afin de faire passer le contact fixe 1 représenté dans cet exemple sous la forme d'au moins deux électrodes.

6] Selon un autre exemple de réalisation représenté sur la figure 10, l'organe propulseur mobile 13 du mécanisme d'actionnement 3 est composé un actionneur piézoélectrique comportant un bloc piézoélectrique 30 et d'un axe propulseur 33. Ce bloc piézoélectrique 30 comporte un empilement d'éléments piézoélectriques 31. Cet empilement est réalisé selon l'axe de déplacement 8 du contact mobile 2. Ces éléments piézoélectriques 31 sont montés précontraints dans un espace aménagé dans l'organe propulseur 13. Dans l'exemple de réalisation, la précontrainte des éléments piézoélectriques est réalisée par des moyens élastiques 32 tel qu'un ressort hélicoïdal compressé. Des moyens de réglage peuvent être utilisés pour comprimer plus ou moins ce ressort et faire varier ainsi la force de précontrainte exercée.

7] Dans cet exemple de réalisation, le contact mobile 2 est directement placé sur le disque mobile 4 de l'organe d'actionnement 10. L'axe propulseur 33 permet de relier l'organe propulseur 13 audit contact mobile 2. Cet axe a une première extrémité en contact avec la face postérieure du bloc piézoélectrique 30 et une seconde extrémité en contact avec le contact mobile2. L'axe propulseur 33 est monté coulissant dans une ouverture pratiquée dans l'organe propulseur.

Ainsi, lorsque les contacts électriques let 2, selon la figure 9, sont fermés, l'axe propulseur 33 a une première partie à l'extérieur de l'organe propulseur et une seconde partie à l'intérieur de l'espace dans lequel est positionné le bloc piézoélectrique.

8] La longueur de l'empilement des éléments 31 formant le bloc piézoélectrique 30 est directement proportionnelle à la longueur du déplacement de l'axe propulseur. En effet, sous une tension d'alimentation Vc, le bloc piézoélectrique 30 va se déformer plus ou moins en fonction du nombre d'éléments précontraints formant ledit bloc. Cette brusque déformation provoque un déplacement ultra rapide de l'axe propulseur 33 qui va ensuite décoller le contact mobile 2 du contact fixe 1.

9] Comme pour les exemples décrits précédemment, la force de propulsion Fp produit par l'organe propulseur est supérieure à la force F1 produite par les moyens élastiques 11. La force FP' engendrée par un effet de contre-réaction est aussi supérieure à la force F2 produite par les moyens élastiques 12 agissant sur l'organe propulseur mobile 13. L'organe propulseur va donc pouvoir se déplacer dans une direction opposée à celle du contact mobile 2.

0] Dès que le bloc piézoélectrique retrouve sa forme initiale, les forces produites par les moyens élastiques F1 et F2 sont responsables du retour à l'équilibre du dispositif. Le contact mobile 2 revient en position contre le contact fixe 1. En outre, malgré l'éventuelle usure des contacts, le contact est de nouveau établi entre l'axe propulseur 33, le bloc piézoélectrique 30 et le contact mobile 2. En effet, comme pour le premier mode de réalisation utilisant un actionneur électromagnétique, le fait que l'organe propulseur 13 soit mobile et puisse se déplacer suivant l'axe 8, le contact entre l'organe de transmission 10 et l'organe propulseur 13 est toujours établi lorsque les contacts 1 et 2 sont fermés.

1] Ainsi, l'entrefer entre l'organe de transmission 10 et l'organe propulseur 13 est toujours nul lorsque les contacts sont fermés et l'efficacité du dispositif de commutation ultra-rapide est optimale au moment de l'ouverture.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commutation comprenant une partie de commutation (17) ayant un contact fixe (1) et un contact mobile (2) qui peut se déplacer par rapport audit contact fixe (1) entre une position d'ouverture et une position de fermeture et un mécanisme d'actionnement (3) responsable du déplacement du contact mobile (2) par l'intermédiaire d'un organe propulseur (13) agissant sur un organe de transmission (10), caractérisé en ce que l'organe propulseur (13) du mécanisme d'actionnement (3) est mobile, et est maintenu, lorsque les contacts (1) et (2) sont fermés, au contact avec l'organe de transmission (10) grâce à au moins deux moyens élastiques (11, 12) agissant respectivement sur ledit organe de transmission (10) et sur ledit l'organe propulseur mobile (13), les forces (F1, F2) exercées par lesdits moyens élastiques s'opposant.

2. Dispositif de commutation selon la revendication 1 caractérisé en ce que la force (F1) des moyens élastiques (11) s'exerçant sur l'organe de transmission (10) est supérieure à la force (F2) des moyens élastiques s'exerçant sur l'organe propulseur mobile (13), et que la masse globale (Ml) de l'organe de transmission (10) est inférieure à la masse (M2) de l'organe propulseur mobile (13).

3. Dispositif de commutation selon la revendication 2 caractérisé en ce que le rapport d'intensité des forces (F1) et (F2) exercées par les moyen élastiques (11, 12) est compris entre deux et dix et le rapport des masses (M2, M1) de l'organe propulseur (13) et de l'organe de transmission (10) est compris entre cinq et cent.

4. Dispositif de commutation selon la revendication 3 caractérisé en ce que le rapport d'intensité des forces (F1) et (F2) exercées par les moyen élastiques (11, 12) est égale à cinq et le rapport des masses (M2, M1) de l'organe propulseur (13) et de l'organe de transmission (10) est égale à 10.

5. Dispositif de commutation selon l'un quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe propulseur mobile (13) produit une force de propulsion (Fp) d'intensité supérieure aux forces (F1) et (F2) exercées par lesdits moyens élastiques (11, 12).

6. Dispositif de commutation selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'intensité de la force de propulsion (Fp) est au moins égale respectivement à vingt fois et à cent fois l'intensité des forces (F1, F2) exercées par les moyens élastiques (11, 12).

7. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3 caractérisé en ce que l'organe propulseur mobile (13) comprend un actionneur électromagnétique constitué d'une bobine (5) logée dans une culasse mobile (14) sur laquelle s'applique la force (F2) des moyens élastiques (12) correspondants.

8. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3 caractérisé en ce que l'organe de transmission (10) est composé d'un disque métallique mobile (4) positionné en vis à vis par rapport à la bobine (5) dudit actionneur électromagnétique, les axes de révolution de la bobine (5) et du disque (4) étant confondus.

9. Dispositif de commutation selon la revendication 8 caractérisé en ce que le disque de l'organe de transmission (10) comprend une bobine mobile (9) positionnée en vis à vis par rapport à la bobine (5) dudit actionneur électromagnétique, les axes de révolution des deux bobines étant confondus.

10. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement (3) comprend un second propulseur électromagnétique fixe comprenant une bobine (20) d'ouverture et/ou fermeture logée au-delà de l'organe de transmission (10), les axes de révolution des organes propulseurs fixe et mobile et de l'organe de transmission (10) étant sensiblement alignés.

11. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe propulseur mobile (13) comprend un actionneur piézoélectrique comprenant au moins un élément piézoélectrique précontraint (31), l'organe propulseur mobile (13) sur lequel s'applique la force (F2) des moyens élastiques (12) correspondants.

12. Dispositif de commutation selon la revendication 11 caractérisé en ce que la déformation des éléments piézoélectriques (31) sous l'action d'une impulsion de tension (Vc) provoque le déplacement de l'organe de transmission (10).

13. Dispositif de commutation selon la revendication 12 caractérisé en ce que la déformation des éléments piézoélectriques (31) est transmise à l'organe de transmission (10) par l'intermédiaire d'un axe propulseur (33) dont les extrémités sont respectivement au contact de l'organe de transmission (10) et lesdits éléments piézoélectriques (31).

14. Dispositif de commutation selon les revendications 11, 12 et 13 caractérisé 1 o en ce que la force de propulsion (Fp) engendrée par l'actionneur piézoélectrique est supérieure aux forces produites respectivement par les moyens élastiques (11) et (12).

15. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce le contact mobile (2) est directement placé sur le disque de l'organe de transmission (10).

16.Interrupteur"à coupure hybride comportant en parallèle un moyen d'ouverture mécanique et un moyen d'ouverture électrique, caractérisé en ce que le moyen d'ouverture mécanique est constitué d'un dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications.