[0001] L'invention est relative à un mécanisme de commande d'un interrupteur ou disjoncteur
électrique à moyenne tension, comprenant :
- un arbre principal portant ou actionnant des contacts, et susceptible d'être sélectivement
amené en trois positions distinctes stables, notamment une position centrale d'ouverture
de l'interrupteur, une position de fermeture de l'interrupteur, et une position de
mise à la terre,
- un système de ressorts de fermeture, et un ressort d'ouverture coopérant avec des
moyens de commande pour assurer le déplacement de l'arbre principal entre les trois
positions, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture de l'interrupteur
étant déclenché par la détente des ressorts de fermeture, et réciproquement le passage
de la position de fermeture à la position d'ouverture de l'interrupteur étant engendré
par la détente du ressort d'ouverture.
[0002] Un mécanisme de commande connu du genre mentionné comporte deux dispositifs de commande
indépendants, l'un de fermeture et d'ouverture de l'interrupteur, et l'autre de fermeture
et d'ouverture de la mise à la terre. Chacun de ces dispositifs du genre Tumbler dispose
d'un ressort, et des systèmes d'inter-verrouillage interdisent toute fausse manoeuvre,
notamment une fermeture de la mise à terre lorsque l'interrupteur est fermé. Ces dispositifs
sont compliqués et d'une fiabilité incertaine.
[0003] Le document FR-A-2660109 fait usage d'un seul ressort imposant des manoeuvres brusques
de l'arbre principal grâce à des leviers à genouillères transmettant à l'arbre principal
un couple croissant à partir de ladite position centrale vers les positions de fermeture
de l'interrupteur et de la mise à la terre pour venir en ces dernières positions au
point mort de verrouillage stable de l'arbre principal. Un dispositif de verrouillage
empêche toute rotation intempestive de l'arbre principal pendant la phase d'armement,
et s'oppose à tout rebondissement lors de l'ouverture. Le mécanisme comporte une sécurité
additionnelle constituée par une palette d'inter-verrouillage interdisant la manoeuvre
de la mise à la terre lorsque l'interrupteur est fermé, et inversement. Cette palette
d'inter-verrouillage coopère avec les arbres de commande par exemple en empêchant
la mise en place du levier de manoeuvre.
[0004] L'objet de l'invention consiste à améliorer les performances d'un mécanisme de commande
d'un interrupteur ou disjoncteur à trois positions de travail.
[0005] Le mécanisme de commande selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de
commande comportent :
- une première manivelle de commande montée à pivotement sur un premier axe et portant
un maneton excentré relié par des moyens de transmission à l'arbre principal, et servant
d'appui à l'une des extrémités du ressort d'ouverture,
- une deuxième manivelle de commande montée à rotation avec une came d'actionnement
sur un deuxième axe pour provoquer respectivement la compression des ressorts de fermeture
jusqu'au franchissement du point mort correspondant à la position armée du mécanisme,
et le déplacement en rotation au moyen d'un galet de la première manivelle par l'action
de détente des ressorts de fermeture pour engendrer la compression d'ouverture, et
la transmission d'un effort aux moyens de transmission,
- et une troisième manivelle de commande portant un maneton sur lequel prend appui l'autre
extrémité du ressort d'ouverture.
[0006] Selon un mode de réalisation préférentiel, le système de ressorts de fermeture est
agencé entre deux éléments de guidage télescopiques positionnés entre deux axes de
maintien, dont l'un est monté excentré sur la deuxième manivelle de commande.
[0007] La troisième manivelle de commande est montée à rotation sur un axe, et est sollicitée
contre une butée solidaire de l'un des éléments de guidage .
[0008] La première manivelle de commande coopère avec un verrou d'ouverture susceptible
d'occuper une position verrouillée pour le maintien de l'interrupteur en position
de fermeture, et du ressort d'ouverture dans l'état comprimé, et une position déverrouillée
suite au déblocage de la demi-lune d'ouverture de manière à libérer la première manivelle
et à autoriser la détente du ressort d'ouverture pour le passage de la position de
fermeture vers la position d'ouverture.
[0009] La deuxième manivelle de commande est apte à coopérer avec un verrou de fermeture
piloté par une demi-lune de fermeture pour se trouver soit dans une position verrouillée
de retenue de l'énergie accumulée dans les ressorts de fermeture en fin d'armement
, soit dans une position déverrouillée entraînant la détente des ressorts de fermeture
sur le déplacement de l'arbre principal vers la position de fermeture.
[0010] En fin de course d'armement des ressorts de fermeture, l'énergie accumulée peut être
soit retenue par le verrou de fermeture dans un premier mode de fonctionnement Cl2
en disjoncteur, soit utilisée directement en l'absence de verrou de fermeture pour
effectuer une opération de fermeture dans un deuxième mode de fonctionnement Cl1.
[0011] Selon une caractéristique de l'invention, le ressort d'ouverture peut être comprimé
dans la position verrouillée du verrou de fermeture par la rotation de la troisième
manivelle de commande, pour obtenir après le passage de point mort, une manoeuvre
indépendante de l'opérateur pour le passage vers la position de mise à la terre.
[0012] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description
qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non
limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique éclatée du mécanisme de commande selon l'invention
représentant l'appareil ouvert, et le mécanisme en position de repos ;
- la figure 2 est une vue identique de la figure 1, l'appareil étant ouvert, et le mécanisme
dans la position armée prêt pour une opération de fermeture ;
- la figure 3 est une vue identique de la figure 2, l'appareil étant fermé, et le mécanisme
dans la position armée prêt pour une opération d'ouverture.
[0013] En référence aux figures 1 à 3, un mécanisme MC de commande à accumulation d'énergie
est apte à actionner un interrupteur ou un disjoncteur à moyenne tension, lequel possède
un arbre principal 15 susceptible d'être piloté sélectivement dans trois positions
distinctes stables, comprenant une position centrale d'ouverture de l'interrupteur,
une position de fermeture de l'interrupteur, et une position de mise à la terre.
[0014] Sur l'arbre principal 15 est montée une manivelle d'actionnement 14 articulée par
une bielle de manoeuvre 13 à un maneton 12 excentré fixé sur une première manivelle
de commande 6 montée à pivotement sur un premier axe 7. Dans la position d'ouverture,
la première manivelle de commande 6 se trouve en appui stable sur une butée 9 constituée
par un plot cylindrique. Sur le maneton 12 est agencé un galet 11 destiné à coopérer
avec une came d'actionnement 3 montée avec une deuxième manivelle de commande 2 sur
un deuxième axe 1.
[0015] Un système de ressorts de fermeture 4 est intercalé entre deux éléments de guidage
télescopiques 30, 31 positionnés entre deux axes 26, 27 de maintien des ressorts,
dont l'un 26 est monté excentré sur la deuxième manivelle de commande 2. Un ressort
d'ouverture 5 est inséré entre le maneton 12 de la première manivelle de commande
6, et un maneton 20 lié à une troisième manivelle de commande 21, laquelle sera utilisée
pour l'actionnement du mécanisme MC vers la position de mise à la terre.
[0016] La troisième manivelle de commande 21 est montée à rotation sur un axe 19, et est
sollicitée contre une butée 23 solidaire de l'élément de guidage supérieur 30.
[0017] La première manivelle de commande 6 coopère avec un verrou d'ouverture 25 monté à
pivotement sur le premier axe 1, et sollicité en position verrouillée au moyen d'une
demi-lune d'ouverture 8.
[0018] La deuxième manivelle de commande 2 est apte à coopérer avec un verrou de fermeture
24 monté à pivotement limité sur un axe 32, et piloté au moyen d'une demi-lune de
fermeture 10.
[0019] Le fonctionnement du mécanisme MC de commande selon les figures 1 à 3 est le suivant
:
Deux types de fonctionnement en interrupteur sont possibles selon que l'on utilise
ou pas le verrou de fermeture 24.
[0020] Le premier type de fonctionnement Cl1 utilise un seul accrochage à l'ouverture grâce
au verrou 25 et à la demi-lune d'ouverture 8. Le deuxième type de fonctionnement Cl2
en disjoncteur utilise le double accrochage à la fermeture et à l'ouverture grâce
aux deux verrous 25, 24.
Armement de la fonction interrupteur :
[0021] Dans l'état ouvert-désarmé de la figure 1, les contacts de l'appareil sont dans la
position d'ouverture, et le mécanisme MC est en position désarmée de repos. La première
manivelle de commande 6 est maintenue en appui contre la butée 9, et la came d'actionnement
3 est inactive en étant totalement séparée du galet 11.
[0022] La troisième manivelle 21 est en appui contre la butée 23, et les ressorts de fermeture
4 et d'ouverture 5 sont dans l'état détendu.
[0023] Une action de rotation du deuxième axe 1 et de la deuxième manivelle 2 provoque la
compression des ressorts de fermeture jusqu'au franchissement du point mort. A partir
de cette position, l'armement est terminé, et l'énergie accumulée peut être soit retenue
par le verrou de fermeture 24 en appui sur la demi-lune de fermeture 10 (mode de fonctionnement
Cl2) en disjoncteur, soit utilisée dès la fin de la phase d'armement pour effectuer
une opération de fermeture (mode de fonctionnement Cl1).
Fermeture de l'interrupteur en mode Cl1 :
[0024] Dans ce cas il n'y a pas de verrou de fermeture 24. A partir du franchissement du
point mort en fin d'armement, l'ensemble des ressorts de fermeture 4 libère l'énergie
accumulée en entraînant en rotation la came d'actionnement 3 solidaire de la deuxième
manivelle 2 par l'intermédiaire de l'axe 1.
[0025] Lors de la course en rotation, la came 3 prend en charge le galet 11 positionné par
le maneton 12, et entraîne en rotation la première manivelle de commande 6 dans le
sens inverse des aiguilles d'une montre. La came 3 est séparée du galet 11 avant la
fin de sa course, la position finale étant définie par l'alignement des axes 1, 26
et 27 autorisant l'ouverture de l'interrupteur.
[0026] Le pivotement de la première manivelle 6 à partir de la butée 9 provoque la compression
progressive du ressort d'ouverture 5 lié au maneton 12 avec une accumulation d'énergie
nécessaire à l'ouverture. La bielle de manoeuvre 13 liée au maneton 12 se met en mouvement,
et transmet à la manivelle d'actionnement 14 un mouvement de pivotement par l'intermédiaire
de l'axe d'articulation 16. La bielle 13 se déplace dans un premier temps en translation
grâce à la présence d'une lumière, puis se déplace dans un deuxième temps en pivotement
en transmettant un couple à la manivelle d'actionnement 14 autour de l'arbre 15. La
fin de course de la manivelle 14 permet d'obtenir la position de fermeture de l'interrupteur,
dans laquelle la came 3 a ramené la première manivelle de commande 6 dans une position
verrouillée grâce au maintien du verrou d'ouverture 25 en appui sur la demi-lune d'ouverture
8 (figure 2).
[0027] Pendant toute la manoeuvre de fermeture, le ressort d'ouverture 5 est en appui sur
le maneton 20, et reste immobile grâce au blocage de la troisième manivelle de commande
21 contre la butée 23.
Fermeture de l'interrupteur en mode Cl2
[0028] A partir du dépassement du point mort en fin d'armement, l'énergie des ressorts de
fermeture 4 est retenue par l'appui de la deuxième manivelle 2 contre le verrou de
fermeture 24 lui-même retenu par l'appui sur la demi-lune de fermeture 10. Le déverrouillage
de la demi-lune de fermeture 10 par une action manuelle d'un poussoir, ou électrique
au moyen d'une bobine de déclenchement, provoque le dégagement du verrou 24 et de
la manivelle 2. Il en résulte une fermeture identique au fonctionnement en mode Cl1
décrit précédemment.
Ouverture de l'interrupteur
[0029] A partir de la position fermée de l'interrupteur (figure 3), le ressort d'ouverture
5 est tendu au maximum, et est maintenu dans cette position par le verrou d'ouverture
25 en appui sur la demi-lune d'ouverture 8. Le ressort de fermeture 4 est détendu.
Le déverrouillage de la demi-lune d'ouverture 8 libère le verrou d'ouverture 25, et
la première manivelle de commande 6, laquelle est déplacée en pivotement par la détente
du ressort d'ouverture 5. Cette détente entraîne simultanément la bielle d'actionnement
13, et la manivelle d'actionnement 14 par l'intermédiaire de l'axe 16. La manivelle
d'actionnement 14 a ainsi décrit une rotation autour de son axe 15 pour arriver dans
la position interrupteur ouvert (figure 2).
[0030] La première manivelle de commande 6 vient en engagement contre la butée 9, et maintient
l'appareil ouvert. Pendant toute la course de détente du ressort d'ouverture 5, ce
dernier reste en appui stable sur le maneton 20, lequel est immobile grâce à l'engagement
de la troisième manivelle 21 contre la butée 23.
Fonctionnement disjoncteur
[0031] A partir de la position fermée de l'interrupteur (ou disjoncteur) le ressort d'ouverture
5 est tendu au maximum et est maintenu dans cette position par le verrou d'ouverture
25 en appui sur la demi-lune d'ouverture 8.
Une action de rotation du deuxième axe 1 et de la deuxième manivelle 2 provoque la
compression des ressorts de fermeture jusqu'au franchissement du point mort. L'armement
est terminé et l'énergie accumulée est retenue par le verrou de fermeture 24 en appui
sur la demi lune de fermeture 10.
Un inter-verrouillage empêche de libérer l'énergie de fermeture alors que l'appareil
est déjà fermé.
De ce fait, il est possible d'enclencher le cycle 0.F.0 qui est : Ouverture de l'appareil,
Fermeture de l'appareil, Ouverture de l'appareil et ce, suivant les descriptions précédentes.
Mise à la terre
[0032] Le principe de fonctionnement ClT de mise à la terre est celui d'une commande du
type Tumbler décrit dans le brevet FR-N_9003794, et à passage de point mort du maneton
20 par rapport aux axes 19 et 12. Le ressort d'ouverture 5 de l'interrupteur sert,
ici, aussi bien à la fermeture qu'à l'ouverture de mise à la terre
[0033] La mise à la terre peut se faire indépendamment de l'état désarmé ou armé des ressorts
de fermeture 4, grâce à la rotation de la troisième manivelle de commande 21 dans
le sens des aiguilles d'une montre.
1. Mécanisme de commande d'un interrupteur ou disjoncteur électrique à moyenne tension,
comprenant :
- un arbre principal (15) portant ou actionnant des contacts, et susceptible d'être
sélectivement amené en trois positions distinctes stables, notamment une position
centrale d'ouverture de l'interrupteur, une position de fermeture de l'interrupteur,
et une position de mise à la terre,
- un système de ressorts de fermeture (4), et un ressort d'ouverture (5) coopérant
avec des moyens de commande pour assurer le déplacement de l'arbre principal (15)
entre les trois positions, le passage de la position d'ouverture à la position de
fermeture de l'interrupteur étant déclenché par la détente des ressorts de fermeture
(4), et réciproquement le passage de la position de fermeture à la position d'ouverture
de l'interrupteur étant engendré par la détente du ressort d'ouverture (5),
caractérisé en ce que les moyens de commande comportent :
- une première manivelle de commande (6) montée à pivotement sur un premier axe (7)
et portant un maneton (12) excentré relié par des moyens de transmission (13, 16,
14) à l'arbre principal (15), et servant d'appui à l'une des extrémités du ressort
d'ouverture (5),
- une deuxième manivelle de commande (2) montée à rotation avec une came d'actionnement
(3) sur un deuxième axe (1) pour provoquer respectivement la compression des ressorts
de fermeture (4) jusqu'au franchissement du point mort correspondant à la position
armée du mécanisme, et le déplacement en rotation au moyen d'un galet (11) de la première
manivelle (6) par l'action de détente des ressorts de fermeture (4) pour engendrer
la compression du ressort d'ouverture (5), et la transmission d'un effort aux moyens
de transmission,
- et une troisième manivelle de commande (21) portant un maneton (20) sur lequel prend
appui l'autre extrémité du ressort d'ouverture (5).
2. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de
ressorts de fermeture (4) est agencé entre deux éléments de guidage (30, 31) télescopiques
positionnés entre deux axes de maintien (26, 27), dont l'un (26) est monté excentré
sur la deuxième manivelle de commande (2).
3. Mécanisme de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la troisième
manivelle de commande (21) est montée à rotation sur un axe (19), et est sollicitée
contre une butée (23) solidaire de l'un des éléments de guidage (30).
4. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première
manivelle de commande (6) coopère avec un verrou d'ouverture (25) susceptible d'occuper
une position verrouillée pour le maintien de l'interrupteur en position de fermeture,
et du ressort d'ouverture (5) dans l'état comprimé, et une position déverrouillée
suite au déblocage de la demi-lune d'ouverture (8) de manière à libérer la première
manivelle (6) et à autoriser la détente du ressort d'ouverture (5) pour le passage
de la position de fermeture vers la position d'ouverture.
5. Mécanisme de commande selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que la deuxième
manivelle de commande (2) est apte à coopérer avec un verrou de fermeture (24) piloté
par une demi-lune de fermeture (10) pour se trouver soit dans une position verrouillée
de retenue de l'énergie accumulée dans les ressorts de fermeture (4) en fin d'armement
, soit dans une position déverrouillée entraînant la détente des ressorts de fermeture
(4) pour le déplacement de l'arbre principal vers la position de fermeture.
6. Mécanisme de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort d'ouverture
(5) peut être comprimé dans la position verrouillée du verrou de fermeture (24) par
la rotation de la troisième manivelle de commande (21), pour obtenir après le passage
de point mort, une manoeuvre indépendante de l'opérateur pour le passage vers la position
de mise à la terre.
7. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de
transmission comportent une bielle de manoeuvre (13) articulée au maneton (12) et
à une manivelle d'actionnement (14) sur laquelle est montée l'arbre principal (15).
8. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil de
la came d'actionnement (3) est choisi pour produire un rapport cinétique prédéterminé
entre le déplacement angulaire de la came (3) et celui de l'arbre principal (15).
9. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le principe
de transfert d'énergie par cames 3 permet de satisfaire aussi bien les interrupteurs
que les disjoncteurs.