Dispositif de débrayage de la motorisation du dispositif de réarmement du dispositif de fermeture des contacts dans un appareil de protection électrique et appareil le comportant

Abstract

 La présente invention concerne un dispositif de débrayage du dispositif de motorisation M du dispositif de réarmement R du dispositif de fermeture des contacts dans un appareil de protection électrique, ledit appareil comportant au moins un contact fixe et au moins un contact mobile porté par un arbre de commande (2) des pôles, ledit arbre (2) pouvant prendre une première position dans laquelle les contacts sont fermés et une seconde position dans laquelle les contacts sont ouverts, et un dispositif de réarmement comportant un dispositif à accumulation d'énergie (1) destiné à participer à la fermeture des contacts, ledit dispositif de débrayage comportant des moyens de débrayage aptes à désaccoupler le dispositif de motorisation M et le dispositif de réarmement R à la fin de la manoeuvre d'armement, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir le débrayage précité pendant sensiblement toute la manoeuvre de fermeture de l'arbre de commande (2).

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif de débrayage du dispositif de motorisation du dispositif de réarmement du dispositif de fermeture des contacts dans un appareil de protection électrique, ledit appareil comportant au moins un contact fixe et au moins un contact mobile porté par un arbre de commande des pôles, ledit arbre pouvant prendre une première position dans laquelle les contacts sont fermés et une seconde position dans laquelle les contacts sont ouverts, et un dispositif de réarmement comportant un dispositif à accumulation d'énergie destiné à participer à la fermeture des contacts, ledit dispositif de débrayage comportant des moyens de débrayage aptes à désaccoupler le dispositif de motorisation et le dispositif de réarmement à la fin de la manoeuvre d'armement.

[0002] Dans un type de dispositif tel que celui décrit dans le document EP 1 139 368, il est nécessaire de débrayer le système de motorisation en fin d'armement pour ne pas le détruire. En effet, dans cette position, la demi-lune de fermeture étant chargée, le système de motorisation ne doit pas transmettre d'effort sur l'ensemble comportant le verrou et la demi-lune, les ressorts de fermeture étant comprimés.

[0003] La présente invention vise à protéger davantage encore le train d'engrenage du système de motorisation.

[0004] A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de débrayage du genre précédemment mentionné, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir le débrayage précité pendant sensiblement toute la manoeuvre de fermeture de l'arbre de commande.

[0005] Selon une caractéristique particulière, c'est l'arbre de commande précité qui commande le dispositif de réarmement précité.

[0006] Selon une autre caractéristique, l'arbre de commande précité est solidarisé à une roue dite première, ladite roue étant entraînée, au moyen d'un dispositif intermédiaire, par un pignon dit premier appartenant au dispositif de motorisation pendant le réarmement du dispositif de fermeture et n'étant plus reliée mécaniquement à ce pignon à la fin de la manoeuvre de réarmement et pendant sensiblement toute la manoeuvre de fermeture des contacts.

[0007] Selon une autre caractéristique, la roue dentée dite première ainsi que le pignon dit premier sont montés en rotation autour de deux axes parallèles l'un par rapport à l'autre.

[0008] Selon encore une autre caractéristique, ce dispositif intermédiaire comporte une roue dentée dite seconde solidarisée en rotation avec un pignon dit second, la roue dentée dite seconde étant en engagement avec le pignon dit premier du dispositif de motorisation, tandis que le pignon dit second est en engagement avec la roue dentée dite première solidaire de l'arbre de commande.

[0009] Selon encore une autre caractéristique, ces moyens de débrayage comportent des moyens pour déplacer axialement la roue dite seconde entre une première position dans laquelle le dispositif de motorisation est désaccouplé du dispositif de réarmement et une seconde position dans laquelle ces deux dispositifs sont accouplés, ainsi que des moyens de rappel aptes à rappeler ladite seconde roue dans la seconde position à la fin de la manoeuvre de fermeture.

[0010] Selon encore une autre caractéristique, ces moyens pour déplacer axialement la roue dite seconde comprennent une protubérance prévue sur la roue dite première coopérant avec une protubérance prévue sur la roue dite seconde.

[0011] Selon encore une autre caractéristique, la roue dite seconde et son pignon associé ne forment qu'une seule et même pièce, cet ensemble coulissant axialement entre deux positions lors de la coopération des deux protubérances de manière à désaccoupler ou bien à accoupler la roue dite seconde du pignon dit premier.

[0012] Selon une autre réalisation, la roue dite seconde est reliée mécaniquement à son pignon associé dit second au moyen d'un dispositif à crabot permettant à ladite roue d'être déplacée par rapport à son pignon associé, laquelle en se déplaçant, se désolidarise de celui-ci, interrompant ainsi la liaison mécanique entre la roue dite première et le pignon dit premier du dispositif de motorisation.
Selon une autre caractéristique, ces moyens de maintien du débrayage pendant la fermeture des contacts consistent principalement en ce que la forme et la longueur des protubérances sont choisies de manière que la coopération entre les deux protubérances entraînant le déplacement axial relatif entre les deux roues dure pendant sensiblement toute la durée de la manoeuvre de fermeture de l'appareil.

[0013] Selon une autre caractéristique, l'une des protubérances comporte un cône de débrayage tandis que l'autre des protubérances comporte un secteur annulaire dont la longueur correspond sensiblement à la course de fermeture de l'arbre de commande.

[0014] Selon une autre caractéristique, ces moyens de rappel comportent un ressort de compression monté axialement autour de l'axe de la seconde roue précitée et apte à rappeler ladite roue dans la seconde position précitée.

[0015] Selon une autre caractéristique, ce dispositif comporte un coulisseau solidarisé en translation avec la roue dite seconde et apte à actionner un micro-contact relié électriquement au dispositif d'alimentation du dispositif de motorisation.

[0016] Selon une autre caractéristique, ce dispositif comporte un micro-contact, ledit micro-contact comportant une palette apte à coopérer avec une protubérance prévue sur une roue solidaire de l'arbre de commande.

[0017] La présente invention a encore pour objet un appareil de protection électrique comportant un dispositif de débrayage comportant les caractéristiques précédemment mentionnées prises seules ou en combinaison.

[0018] Selon une caractéristique particulière, cet appareil est un interrupteur ou un disjoncteur électrique moyenne tension.

[0019] Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels :

• La figure 1 est une vue en perspective d'une partie du dispositif de commande des contacts dans un appareillage électrique de coupure multipolaire moyenne tension comportant un dispositif de motorisation du dispositif de réarmement du dispositif de fermeture des contacts, ainsi qu'un dispositif de débrayage selon une réalisation particulière de l'invention,
• La figure 1a est une vue de côté, illustrant la partie intérieure du moteur,
• La figure 2 est une vue en perspective de la roue dite première du dispositif selon l'invention,
• La figure 3 est une vue en perspective de le roue dite seconde dudit dispositif,
• La figure 4 est une vue de côté du dispositif de la figure 1, ce dispositif de commande étant dans une position armée ouverte, le dispositif de motorisation étant en position débrayée,
• La figure 5 est une vue de dessus de la figure précédente,
• La figure 6 est une vue partielle de la figure 4, illustrant plus particulièrement deux roues de la figure précédente,
• Les figures 7,8 et 9 sont des vues identiques respectivement aux figures 4,5 et 6, le dispositif de commande étant dans la position dite en cours de fermeture, en position de maintien du débrayage,
• Les figures 10 et 11 sont des vues identiques aux figures 4 et 5 et, 7 et 8, le dispositif de commande étant dans une position fermée désarmée, et au moment du début de la désactivation du dispositif de débrayage,
• Les figures 12 et 13 illustrent, dans une vue de côté, une autre réalisation du dispositif de débrayage selon l'invention, respectivement dans une position débrayée du dispositif et dans une position embrayée,
• La figure 14 est une vue partielle de côté, illustrant une partie du dispositif selon l'invention comportant un micro-contact destiné à assurer l'alimentation du moteur électrique du réducteur,
• La figure 15 est une vue partielle de la figure précédente, le dispositif de commande étant en position ouverte armée, ou fermée armée, le moteur électrique n'étant pas alimenté,
• La figure 16 est une vue identique à la figure précédente, le dispositif de commande étant dans une position fermée désarmée, et
• La figure 17 est une vue identique à la figure précédente, le dispositif étant en cours d'armement, le moteur électrique du réducteur étant alimenté,

[0020] Sur la figure 1, on voit un dispositif de motorisation M du dispositif de réarmement R du dispositif de fermeture des contacts appartenant à un appareil électrique de coupure multipolaire moyenne tension. Ce dispositif de réarmement comporte un dispositif à accumulation d'énergie comportant un ressort de fermeture 1.
Cet appareil de coupure comporte un mécanisme d'entraînement qui peut être de tout type connu comportant un arbre des pôles. Il peut s'agir par exemple d'un mécanisme du type décrit dans le document EP-A-0 222 645, muni d'un sous-ensemble d'armement et de fermeture comportant un ressort de fermeture, et d'un sous-ensemble d'ouverture comportant un ressort d'ouverture. Dans cette réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, l'arbre des pôles 2 permettant l'entraînement des contacts vers la position d'ouverture ou de fermeture, est également utilisé pour réaliser le réarmement du ressort de fermeture 1 des contacts, en fin de manoeuvre de fermeture des contacts.
Dans cette réalisation particulière, la fin de l'opération de fermeture des contacts entraîne le réarmement d'un dispositif à accumulation d'énergie, destiné à permettre les manoeuvres des cycles rapides d'ouverture-fermeture propres aux disjoncteurs de protection Moyenne Tension.
Cet arbre des pôles 2, par l'une de ses extrémités, est destiné à être entraîné par le dispositif de commande de l'appareil, tandis que son extrémité opposée comporte une roue dite première 3 solidaire avec ledit arbre et destinée à coopérer avec le dispositif de motorisation M, cet arbre étant en outre relié mécaniquement entre ces deux extrémités, au ressort de fermeture précité 1.
Cette roue dite première 3, est destinée à être entraînée en rotation par un pignon dit premier 4 appartenant au dispositif de motorisation M au moyen d'un dispositif intermédiaire 5. Ce dispositif intermédiaire 5 comporte une roue dite secondaire 6 et un pignon dit secondaire 7, cette roue secondaire 6 étant destinée à être entraînée par le dispositif de motorisation M, tandis que le pignon dit secondaire 7 coopère avec la roue dite première 3, de manière qu'en position embrayée, le dispositif de motorisation M entraîne en rotation la roue dite première 3 et donc l'arbre de commande 2 par l'intermédiaire de la roue dite seconde 6 et du pignon dit second 7. Selon l'invention, la roue dite première 3 comporte un secteur annulaire 8 destiné à coopérer avec un cône de débrayage 9 prévu sur la roue dite seconde 6.
Selon la réalisation illustrée sur les figures 4 à 9, la roue dite seconde 6 est reliée mécaniquement à son pignon associé 7 dit premier au moyen d'un dispositif à crabot 10 permettant à ladite roue d'être déplacée par rapport à son pignon associé, laquelle en se déplaçant, se désolidarise de celui-ci, interrompant ainsi la liaison mécanique entre la roue dite première 3 et le pignon dit premier 4. Ce dispositif à crabot 10 comporte de manière connue en soi une dent d'entraînement dans un manchon d'embrayage à griffes.
Selon une autre réalisation illustrée sur les figures 12 et 13, la roue dite seconde 6 et le pignon dit second 7 forment un ensemble monobloc et apte à coulisser axialement entre une première position dans laquelle la roue dite seconde 6 du dispositif intermédiaire 5 est engagé avec le pignon dit premier 4 du dispositif de motorisation M et une seconde position dans laquelle ces deux éléments sont désengagés l'un par rapport à l'autre.
Selon une réalisation particulière de l'invention, la longueur du secteur angulaire 8 correspond à la course de fermeture du dispositif de commande.

[0021] Le fonctionnement du dispositif de débrayage selon les deux réalisations illustrées va être décrit dans ce qui suit en référence aux figures 4 à 13.

[0022] Sur les figures 4,5 et 6, le dispositif est en fin d'armement du ressort de fermeture.

[0023] Dans cette position, le secteur annulaire 8 de la roue dite première 3 commence à venir en engagement avec le cône de débrayage 9 prévu sur la roue dite seconde 6. Cela entraîne le déplacement relatif axial entre les deux roues 3,6, la roue dite seconde 6 se déplaçant par rapport à l'axe du crabot de manière que les roues dites première et seconde s'éloignent l'une de l'autre. Ce déplacement de la roue dite seconde 6 entraîne le désengagement de cette roue du pignon dit premier 4 du dispositif de motorisation, ce qui interrompt la liaison mécanique entre le dispositif de motorisation M et la roue dite première 3 d'entraînement de l'arbre des pôles.

[0024] Sur les figures 7 à 9, le dispositif de commande est en cours de fermeture, la roue dite première 3 s'étant déplacée dans le sens des aiguilles d'une montre. Pendant ce mouvement, la position débrayée est maintenue pendant toute la durée de la fermeture par le fait que le secteur annulaire 8 de la première roue 3 coopère avec le cône de débrayage 9 pendant toute cette durée, la longueur du secteur annulaire 8 correspondant sensiblement à la longueur de la course de fermeture.
Sur les figures 10 et 11, le dispositif de commande est en position fermée désarmée. Pour arriver à cette position, la roue dite première 3 s'est déplacée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre. Le secteur annulaire 8 a quitté le cône de débrayage 9 entraînant le rapprochement des deux roues 3,6 l'une par rapport à l'autre, par l'intermédiaire d'un ressort 13 placé entre le châssis et la roue dite seconde et apte à rappeler la roue dite seconde 6 vers la roue dite première 3. Ce déplacement de la roue dite seconde 6 sous l'effet du ressort, entraîne la solidarisation en rotation de la roue dite seconde 6 avec le pignon dit premier 7, ceci rétablissant la liaison mécanique entre le dispositif de motorisation M et l'arbre de commande 2, de manière à permettre le réarmement du ressort de fermeture 1 par l'entraînement de l'arbre de commande 2 au moyen du dispositif de motorisation M.
La figure 14 illustre l'utilisation selon une réalisation particulière, d'un micro-contact 11 pour réaliser l'alimentation du moteur électrique M du réducteur, en fonction de la position du dispositif de commande.
Ce micro-contact 11 comporte une palette 12 apte à coopérer avec une protubérance 14 formant came appartenant à une roue 2a solidaire de l'arbre de commande 2.
A cet effet, la roue 2a comporte sur un peu moins de la moitié de sa circonférence, un évidement semi-circulaire, la protubérance précitée 14 étant formée par la partie de la circonférence de la roue 2a complémentaire à celle comportant l'évidement.
Sur la figure 15, le dispositif de commande est position ouverte armée, ou bien fermée armée. Dans cette position, la palette 12 du micro-contact 11 est en position haute, car la palette 12 se trouve dans l'évidement, ce qui implique que le micro-contact 11 n'est pas actionné et en conséquence, que le moteur électrique M n'est pas alimenté.
Sur la figure 16, l'arbre de commande 2 et sa roue associée 2a se sont déplacés en rotation d'un angle d'environ 180° dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, afin d'amener le dispositif de commande en position fermée désarmée.
Pendant cette rotation, la palette 12 s'est déplacée le long de l'évidement jusqu'à la mise en contact de la protubérance 14 de la roue 2a avec la palette 12 du micro-contact 11, et le basculement de cette palette 2 sous l'effet de la came formée par la protubérance 14. Ce basculement de la palette 12 a ensuite entraîné l'alimentation, et donc l'actionnement du moteur électrique M.
Sur la figure 17, le dispositif de commande est en cours d'armement et l'arbre de commande 2 ainsi que sa roue associée 2a se sont encore déplacé en rotation d'un angle de sensiblement 180°, par rapport à la position de la figure précédente.

[0025] Pendant cette course en rotation, la protubérance 14 formant came agit toujours sur la palette 12 de manière que le moteur M du réducteur soit toujours alimenté.

[0026] On remarque également sur les figures 14 à 17, la présence de cliquets anti-retour coopérant avec la roue 2a.

[0027] Selon une autre réalisation non illustrée, un coulisseau peut être relié mécaniquement à la roue dite seconde et permettre d'actionner un micro-contact lors du coulissement de la seconde roue 6 de manière à synchroniser l'alimentation du moteur électrique M.

[0028] On a donc réalisé grâce à l'invention, un dispositif de maintien du débrayage durant la fermeture de l'appareil permettant de supprimer les chocs encaissés par les pignons de débrayage durant la fermeture de l'appareil, par exemple les claquements, sollicitations par chocs des tenons, inertie, etc...comme ceci était le cas pour une motorisation avec un train d'engrenage toujours en prise avec l'arbre principal du dispositif de commande.

[0029] La présente invention permet donc d'améliorer la tenue en endurance mécanique du dispositif de débrayage de la motorisation.

[0030] Ce dispositif permet de débrayer la motorisation en fin d'armement de la commande pour ne pas l'endommager prématurément et également de débrayer la motorisation durant la fermeture du disjoncteur, pour ne pas entraîner le train d'engrenages de la motorisation et le détériorer et pour ne pas perturber la fermeture de la commande. Ce dispositif utilise la propriété que les engrenages à profil de dentures droites en développantes de cercles ne transmettent pas d'effort axial.
Ce dispositif n'utilise pas l'inertie et l'énergie cinétique des engrenages de la motorisation produite par la vitesse de rotation de l'arbre et le rapport de réduction. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.

[0031] Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit.

Revendications

1. Dispositif de débrayage du dispositif de motorisation du dispositif de réarmement du dispositif de fermeture des contacts dans un appareil de protection électrique, ledit appareil comportant au moins un contact fixe et au moins un contact mobile porté par un arbre de commande des pôles, ledit arbre pouvant prendre une première position dans laquelle les contacts sont fermés et une seconde position dans laquelle les contacts sont ouverts, et un dispositif de réarmement comportant un dispositif à accumulation d'énergie destiné à participer à la fermeture des contacts, ledit dispositif de débrayage comportant des moyens de débrayage aptes à désaccoupler le dispositif de motorisation et le dispositif de réarmement à la fin de la manoeuvre d'armement,
caractérisé :

- en ce que l'arbre de commande précité (2) est solidarisé à une roue dite première (3), ladite roue étant entraînée, au moyen d'un dispositif intermédiaire (5), par un pignon dit premier (4) appartenant au dispositif de motorisation M pendant le réarmement du dispositif de fermeture et n'étant plus reliée mécaniquement à ce pignon (4) à la fin de la manoeuvre de réarmement et pendant sensiblement toute la manoeuvre de fermeture des contacts,

- en ce que ce dispositif intermédiaire (5) comporte une roue dentée dite seconde (6) solidarisée en rotation avec un pignon dit second (7), la roue dentée dite seconde (6) étant en engagement avec le pignon dit premier (4) du dispositif de motorisation M, tandis que le pignon dit second (7) est en engagement avec la roue dentée (3) dite première solidaire de l'arbre de commande (2).

- en ce que ces moyens de débrayage comportent des moyens pour déplacer axialement la roue dite seconde (6) entre une première position dans laquelle le dispositif de motorisation M est désaccouplé du dispositif de réarmement R et une seconde position dans laquelle ces deux dispositifs sont accouplés, ainsi que des moyens de rappel aptes à rappeler ladite seconde roue (6) dans la seconde position à la fin de la manoeuvre de fermeture, et

- en ce que ces moyens pour déplacer axialement la roue dite seconde (6) comprennent une protubérance (8) prévue sur la roue dite première (3) coopérant avec une protubérance (9) prévue sur la roue dite seconde (6) de manière à maintenir le débrayage précité pendant sensiblement toute la manoeuvre de fermeture de l'arbre de commande (2).

2. Dispositif de débrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que c'est l'arbre de commande précité (2) qui commande le dispositif de réarmement précité R.

3. Dispositif de débrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la roue dentée dite première ainsi que le pignon dit premier (4) sont montés en rotation autour de deux axes parallèles l'un par rapport à l'autre.

4. Dispositif de débrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la roue dite seconde (6) et son pignon dit second (7) associé ne forment qu'une seule et même pièce, cet ensemble coulissant axialement entre deux positions lors de la coopération des deux protubérances de manière à désaccoupler ou bien à accoupler la roue dite seconde (6) du pignon dit premier (4).

5. Dispositif de débrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la roue dite seconde (6) est reliée mécaniquement à son pignon associé (7) dit second au moyen d'un dispositif à crabot (10) permettant à ladite roue (6) d'être déplacée par rapport à son pignon associé (7), laquelle en se déplaçant, se désolidarise de celui-ci , interrompant ainsi la liaison mécanique entre la roue dite première (3) et le pignon dit premier (4) du dispositif de motorisation M.

6. Dispositif de débrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ces moyens de maintien du débrayage pendant la fermeture des contacts consistent principalement en ce que la forme et la longueur des protubérances (8,9) sont choisies de manière que la coopération entre les deux protubérances entraînant le déplacement axial relatif entre les deux roues (3,6) dure pendant sensiblement toute la durée de la manoeuvre de fermeture de l'appareil.

7. Dispositif de débrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'une (9) des protubérances comporte un cône de débrayage tandis que l'autre (8) des protubérances comporte un secteur annulaire dont la longueur correspond sensiblement à la course de fermeture de l'arbre de commande (2).

8. Dispositif de débrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens de rappel comportent un ressort de compression monté axialement autour de l'axe de la seconde roue précitée (6) et apte à rappeler ladite roue dans la seconde position précitée.

9. Dispositif de débrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un coulisseau solidarisé en translation avec la roue dite seconde (6) et apte à actionner un micro-contact (11) relié électriquement au dispositif d'alimentation du dispositif de motorisation M.

10. Dispositif de débrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un micro-contact (11), ledit micro-contact (11) comportant une palette (12) apte à coopérer avec une protubérance (14) prévue sur une roue (2a) solidaire de l'arbre de commande (2).

11. Appareil de protection électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de débrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes.

12. Appareil de protection électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que c'est un interrupteur ou un disjoncteur électrique moyenne tension.

Dessins