COMMANDE DE TYPE A RESSORT(S) D'UN INTERRUPTEUR À HAUTE OU MOYENNE TENSION MUNIE D'UN DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT À ROUE LIBRE À CLIQUET

Description

DOMAINE TECHNIQUE

[0001] L'invention concerne un actionneur aussi désigné par le terme commande, de type à accumulation d'énergie par ressort(s), communément appelée commande à ressort(s), d'un interrupteur comprenant un dispositif d'accouplement à roue libre.

[0002] Elle s'applique particulièrement aux interrupteurs à haute ou moyenne tension et plus particulièrement aux disjoncteurs haute ou moyenne tension utilisés que soit pour ceux utilisés dans des postes à isolation gazeuse (en anglais Gas Insulated Station, GIS en abrégé) ou ceux utilisés à isolation à l'air communément appelés en anglais Dead-tank ou Live-tank.

ART ANTÉRIEUR

[0003] On connait déjà de l'art antérieur des dispositifs d'accouplement à roue libre, en particulier ceux à cliquet qui consistent, de manière générale, en une roue à rochet pourvue de dents inclinées de telle sorte que dans un sens lesdites dents soulèvent au moins un cliquet monté sur un organe entraîné qui peut ainsi continuer de tourner librement, tandis que dans l'autre sens la roue s'immobilise contre le(s) cliquet(s) et est ainsi accouplée en rotation avec l'organe entraîné.

[0004] On peut citer ici par exemple, la demande de brevet DE3320242 qui divulgue un tel dispositif d'accouplement à roue libre à cliquet pour une minuterie. Dans cette demande, aux couples de rotation considérés, la roue à rochet 3 entraîne dans un sens G une bague 1 agencée coaxialement autour de la roue et dans l'autre sens V la roue à rochet 3 n'entraîne pas la bague 1, c'est-à-dire qu'elle fonctionne en roue libre. Plus précisément, la roue à rochet 3 comprend une partie centrale à laquelle sont reliés trois bras flexibles identiques 4, 5, 6 en étant agencés de manière symétrique autour. Chaque extrémité de bras 4, 5, 6 est pourvue d'un doigt 7, 8, 9 en forme de dent pointue dissymétrique 13, 14 par rapport au rayon de la roue 3. Un cliquet est donc formé à la fois par un bras 4, 5, 6 et son doigt 7, 8, 9 correspondant. La dissymétrie de chaque doigt 13, 14 en forme de dent pointue est telle qu'un de ses flancs 13 est parallèle à un bord 2' de chaque dent 2 de la bague externe 1, tandis que l'autre flanc 14 est incliné d'un angle par rapport au bord 2" de chaque dent 2 de la bague 1.

[0005] Ainsi, l'alignement parallèle du flanc 13 avec le bord de dent 2' empêche tout déplacement relatif entre eux dans le sens de rotation G de la roue 3 aux couples de rotation envisagés pour celle-ci. Par contre, l'inclinaison entre le flanc 14 avec le bord de dent 2" permet le déplacement relatif entre eux dans le sens de rotation V de la roue 3, c'est-à-dire le fonctionnement en roue libre.

[0006] Comme le mentionne le brevet lui-même, il est toujours possible d'envisager en fonctionnement en roue libre de la roue à rochet 3 dans le sens G à la condition d'appliquer à cette dernière un couple de rotation bien plus élevé. Aussi, il ne peut être envisagé d'utiliser le dispositif d'accouplement à roue libre à rochet selon ce brevet DE 3320242 dans une commande à ressort de disjoncteur haute tension car le faire reviendrait à décharger de manière non contrôlée le ou les ressort (s) de sorte qu'il ne serait plus possible de les charger à nouveau. En d'autres termes, il n'est pas envisageable d'appliquer le dispositif d'accouplement à roue libre à cliquets selon le brevet DE 3320242 dans une commande à ressort de disjoncteur haute tension.

[0007] On connait également de l'art antérieur des commandes de type à ressort(s) d'interrupteurs électriques à haute tension, tels que les disjoncteurs, qui comprennent un dispositif d'accouplement à roue libre.

[0008] Les commandes d'interrupteurs à haute ou moyenne tension de type à ressort(s) comprennent généralement une manivelle à main ou un moteur qui permet de charger, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages, un ressort d'ouverture ou de fermeture dont le relâchement permet de rapprocher ou d'écarter au moins un contact mobile vers l'autre contact, et donc d'ouvrir ou de fermer l'interrupteur. En d'autres termes, le ressort est disposé dans la commande, de manière à ce que la déclenchement de l'énergie élastique qu'il a emmagasinée provoque l'ouverture ou la fermeture des contacts de l'interrupteur.

[0009] Le dispositif d'accouplement à roue libre est ainsi prévu pour accoupler une roue d'entraînement du train d'engrenages et la manivelle ou le moteur de sorte que la roue atteigne la vitesse de rotation démultipliée du moteur ou manivelle. Lors de la charge du ressort, la manivelle ou le moteur entraîne la roue d'entraînement jusqu'au point mort haut du ressort.

[0010] Lorsqu'il s'agit par exemple d'un ressort de fermeture pour fermer l'interrupteur, le ressort entraîne l'élément d'entraînement le plus en aval à une vitesse beaucoup plus grande que celle obtenue par l'entraînement du moteur ou manivelle. Lors de cette fermeture de l'interrupteur par le ressort de fermeture, la manivelle ou le moteur est désaccouplé du train d'engrenages par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement à roue libre, afin d'une part de protéger mécaniquement le moteur lorsque celui-ci est utilisé et l'engrenage et d'autre part de diminuer l'inertie des éléments entraînés par le ressort. En effet, les grandes accélérations et vitesses mises en jeu à travers le train d'engrenages lors de la fermeture risqueraient de provoquer une usure prématurée d'au moins certaines pièces du moteur et de l'engrenage. Dans chacun des cas (pendant le chargement du ressort de fermeture et pendant l'opération de fermeture), le sens de rotation de l'élément d'entraînement le plus en aval est toujours le même.

[0011] Cela rend possible la récupération d'énergie du système en retour dans le ressort de fermeture. La récupération réduit le temps d'armement du ressort et l'énergie à fournir par le moteur (manivelle). Pendant une opération de fermeture, après qu'un angle spécifique de rotation de l'élément d'entraînement le plus en aval a été atteint, on peut mettre en marche le moteur. Dans une première phase, l'élément d'entraînement le plus en aval a une vitesse de rotation à plus grande que lorsqu'elle est commandée par le moteur, le dispositif d'accouplement à roue libre est désaccouplé, l'élément d'entraînement le plus en aval et le moteur tournent librement. Dans une seconde phase, lorsque suffisamment d'énergie a été récupérée par retour vers le ressort de fermeture, l'élément d'entraînement a ralenti à une vitesse de rotation plus faible que lorsqu'elle commandée par le moteur. Mais, dans cette deuxième phase, le dispositif d'accouplement à roue libre s'accouple et le moteur commande la roue d'entraînement pour un réarmement complet du ressort de fermeture.

[0012] Autrement dit, les dispositifs d'accouplement à roue libre sont utilisés dans les commandes à ressort de disjoncteurs électriques haute ou moyenne tension pour permettre le déchargement du (des) ressort(s) pour ouvrir ou fermer les contacts de disjoncteur sans qu'il y ait un couple de rotation appliqué à la manivelle ou le moteur. Ces dispositifs d'accouplement à roue libre sont ainsi impératifs d'abord pour des raisons de sécurité : en effet, en aucun cas un opérateur doit être blessé par une rotation intempestive et incontrôlée d'une manivelle.

[0013] En outre, sans l'utilisation de tels dispositifs d'accouplement à roue libre, toute ouverture et fermeture des contacts de disjoncteur pourrait être retardée du fait de l'inertie en rotation de la manivelle et/ou du moteur lors d'un déchargement de ressort.

[0014] Il est connu du document DE 195 03 679 une commande à ressort de disjoncteur haute tension dans lequel un roulement à roue libre est agencé entre la dernière roue dentée d'un engrenage de chargement et le pignon lié à la roue d'entraînement couplée au ressort de fermeture ainsi chargé. Le couple est transmis uniquement dans le sens de l'engrenage vers le ressort de fermeture. Le type de roulement à roue libre n'est pas précisé.

[0015] Le document EP 1 408 522 divulgue une commande à ressort de disjoncteur à haute tension comprenant un dispositif d'accouplement à roue libre qui consiste en un embrayage conique. Grâce à cet embrayage conique, il y a transmission d'un couple d'un arbre moteur à un arbre rotatif selon un sens prédéterminé de mouvement rotatif entre les deux arbres et fonctionnement en roue libre de l'arbre rotatif selon un sens opposé du mouvement rotatif entre les deux arbres.

[0016] Ces commandes à ressort d'interrupteurs à dispositifs d'accouplement à roue libre existants ne sont pas complètement satisfaisants : ils peuvent ainsi être conçus avec un nombre de pièces important donc avoir un coût conséquent et/ou une maîtrise compliquée des paramètres de friction.

[0017] La demande WO2008/117437 divulgue une commande à ressort pour un appareillage haute tension comprenant un moteur 3 de chargement d'un ressort de fermeture 22 (ressort hélicoïdal de compression) auquel il est accouplé par l'intermédiaire d'un ensemble de trois roues, à savoir une roue dentée de sortie 16 du moteur, une roue dentée intermédiaire 33, 43 en engrènement permanent avec la roue de sortie 16 et une roue dentée primaire 5 agencée coaxialement avec l'arbre d'entraînement 1 du contact mobile d'interrupteur et intégrant un dispositif d'accouplement en roue libre permettant un désaccouplement avec la roue intermédiaire 33, 43 comme expliqué ci-après. Plus exactement, comme mieux représenté en figure 3, la roue primaire comprend un ensemble de trois pignons A, B, C agencés côte à côte et coaxialement avec l'arbre d'entraînement 1 du contact mobile d'interrupteur, dans lequel le pignon B du centre est pourvu de dents sur toute sa périphérie externe tandis que les deux pignons A, C d'extrémité sont dépourvus de dents sur une zone périphérique circulaire, respectivement 34a, 34b, le reste de leur périphérie externe étant pourvu de dents. Le pignon C d'extrémité agencé le plus proche de l'interrupteur est pourvu sur sa périphérie interne de deux cliquets 41a, 41b agencés diamétralement opposés l'un à l'autre et montés mobiles en translation selon le diamètre du pignon C. Ces cliquets sont de formes complémentaires avec les dents de forme biseautée réalisées sur toute la périphérie interne 36 du pignon A du centre. Le ressort de fermeture 22 est fixé directement au pignon A par l'intermédiaire d'un pion 7 et d'un bras 8 formant bras de compression du ressort 22.

[0018] Le fonctionnement de la commande avec son dispositif d'accouplement à roue libre selon cette demande WO2008/117437 est le suivant : pour charger (comprimer) le ressort de fermeture 22, le moteur 3 est enclenché et entraîne en rotation sa roue dentée de sortie de 16 dans le sens horaire. La roue dentée intermédiaire 33 en engrènement permanent est alors entraînée dans le sens anti-horaire et simultanément la roue dentée primaire 5 dans le sens horaire, les sens horaire et anti-horaire étant définis en vue de face selon les figures de la demande de brevet. Lorsque le ressort de fermeture 22 est complètement chargé, c'est-à-dire lorsque son point mort haut est atteint, la zone périphérique du pignon A atteinte au niveau de la portion d'engrènement 43 de la roue intermédiaire est la zone circulaire 34 sans dents. Ainsi, dans cette position de rotation, la roue intermédiaire 33 en engrènement permanent avec la roue de sortie 16 du moteur 3 continue à tourner sans entraîner le pignon A.

[0019] Autrement dit, la zone circulaire 34 sans dents du pignon A permet le désaccouplement entre le moteur 3 et le pignon A lui-même solidaire du ressort de fermeture 22, ce qui empêche ainsi tout endommagement du moteur 3 en cas d'arrêt brusque. Il en est de même avec le pignon C dont la zone circulaire sans dents 34b au regard de la zone circulaire sans dents 34a du pignon A permet également le désaccouplement avec le moteur 3. Par contre, du fait de ses dents sur toute sa périphérie externe, le pignon B continue de tourner. Lors du chargement du ressort de fermeture 22, les deux cliquets 41a, 41b du pignon C sont engagés dans les dents internes 36 du pignon B. Par conséquent, le pignon B tourne simultanément dans le sens horaire avec le pignon C. Lors du déchargement du ressort de fermeture 22 pour réaliser la fermeture de l'interrupteur de l'appareillage haute tension les pignons A et C tournent simultanément dans la sens horaire, les cliquets 41a, 41b du pignon B en engagement dans les dents 36 du pignon B permettent ainsi l'accouplement à nouveau à rotation des trois pignons A, B, C.

[0020] L'inconvénient majeur de la commande à ressort de fermeture selon cette demande WO 2008/117437 est que l'opération de fermeture est ralentie par l'inertie des pièces en rotation, à savoir les pignons A, B, C avec les cliquets 41a, 41b et de la roue intermédiaire 33 ainsi que le moteur. En outre, le dispositif d'accouplement divulgué selon cette demande WO 2008/117437 ne peut être implanté dans une commande à chargement par manivelle, car du fait de l'entraînement en permanence de la roue d'entrée 16, il y aurait nécessairement un risque d'entraînement de la manivelle.

[0021] Le brevet US4491709 divulgue une commande à ressort destinée à être utilisée dans un disjoncteur pour des courants de court-circuit de 85kA à 600V ou de 100 à 150kA à 480V. La commande à ressort selon ce brevet permet de charger un ressort de fermeture 70 (ressort hélicoïdal de compression) soit par le biais d'une poigné d'actionnement 98 soit par le biais d'un moteur 180, le déchargement du ressort permettant de fermer le contact mobile 26 sur le contact fixe du disjoncteur. Cette commande comprend un ensemble de roues à rochet 178 dont une roue à rochet annulaire 188 avec des dents 190 sur toute sa périphérie externe et des dents 194 sur toute sa périphérie interne. Cette commande comprend également deux mécanismes de commande complètement distincts avec le premier comprenant la poignée d'actionnement 98 pour commander manuellement la rotation de la roue à rochet 188 et le deuxième comprenant le moteur 180 pour commander la rotation de la roue à rochet 188. Le premier mécanisme comprend tout d'abord un cliquet d'arrêt (anti-retour) 201 monté à la proximité périphérique de la roue à rochet 188 et dont la fonction est de l'empêcher de tourner dans le sens horaire. Une bielle de poussée 182 est reliée à une autre bielle de liaison 186 et peut actionner par poussée un autre cliquet 192 également monté à la proximité périphérique de la roue à rochet 188. L'actionnement de cet autre cliquet 192 permet la rotation de la roue à rochet 188 dans un sens anti-horaire en vue de face de la figure 4G, lorsque la bielle 186 est manoeuvrée manuellement. Grâce au cliquet anti-retour 201 la roue à rochet 188 ne peut pas appliquer un moment de rotation à la bielle de liaison 186. Comme illustré en figure 4J de ce brevet US 4491709, le deuxième mécanisme comprend trois cliquets 202 montés à 120° l'un de l'autre sur l'arbre 166 et en engrènement avec les dents 194 à la périphérie interne de la roue à rochet 188. Sur l'arbre 166 est monté fixe un pignon 206 qui est relié à un moteur 180 au moyen d'un autre pignon 210. Ainsi, le pignon moteur 206 entraîne en rotation les trois cliquets 202 dans un sens anti-horaire en vue de face selon la figure 4J, de telle sorte qu'ils viennent s'engager dans les dents 194 de la périphérie interne de la roue à rochet 188.

[0022] Du fait du montage du cliquet 192, l'entraînement en rotation de la roue à rochet 188 permet la rotation des les trois cliquets 202 dans le sens anti-horaire (figure 4J) mais ne provoque pas l'actionnement dudit cliquet 192. Autrement dit, dans ce sens anti-horaire en vue de face de la figure 4J, le cliquet 192 n'est pas en prise d'engrènement avec les dents 190 à la périphérique externe de la roue à rochet 188 tandis que les trois cliquets 202 sont en prise avec les dents 194 à la périphérie interne de la roue à rochet 188 et permettent ainsi la rotation de cette dernière.

[0023] Autrement dit encore, les trois cliquets 202 entraînés en rotation par le moteur 180 pour la rotation de la roue à rochet 188 n'engendrent pas de couple d'entraînement sur le cliquet 192 et donc à la bielle de liaison 186 reliée à la poignée d'actionnement 98. L'inconvénient majeur de la commande selon le brevet US 4491709 est sa complexité mécanique avec deux mécanismes distincts pour la chargement à la main par la poignée 98 ou par moteur 180. Ainsi, d'une part l'utilisation d'un nombre important d'éléments d'entraînement mécanique reliant la poignée d'actionnement 98 au cliquet 192, tels que les bielles 182, 186 et leur axes d'articulation 184, 187 rend complexe l'assemblage et le fonctionnement de la commande. D'autre part, l'utilisation de trois types différents de cliquets 201, 192, 202 tous agencés à proximité périphérique de la roue à rochet 188 en tant que cliquet anti-retour rend encore plus complexe l'assemblage et le fonctionnement de la commande.

[0024] Le but de l'invention est donc de proposer une nouvelle commande de type à ressorts(s) munie d'un dispositif d'accouplement à roue libre permettant le déchargement de ressort(s) pour l'ouverture ou la fermeture de contacts d'un appareillage électrique haute ou moyenne tension sans application d'un couple de rotation sur un moteur d'entraînement ou manivelle, qui pallie tout ou partie des inconvénients des commandes selon l'état de l'art telles que mentionnées ci-dessus.

[0025] Un but particulier est donc de proposer une nouvelle commande de ce type qui soit simple à réaliser et qui ne nuise pas à l'opération de fermeture ou ouverture des contacts de l'appareillage électrique lors du déchargement du(des) ressort(s).

EXPOSE DE L'INVENTION

[0026] Pour ce faire, l'invention a pour objet une commande de type à ressort pour un interrupteur à haute tension ou moyenne tension comprenant au moins un ressort, une première roue dentée adaptée pour être entraînée en rotation avec une puissance d'entraînement, un arbre adapté pour entraîner en rotation un contact mobile de l'interrupteur durant une opération de l'interrupteur, un bras solidaire de l'arbre et relié au(x) ressort(s), un dispositif d'accouplement à roue libre accouplant entre eux la première roue dentée et l'arbre d'entraînement afin de transmettre la puissance d'entraînement au ressort et ainsi le charger et, les désaccouplant pour transmettre le couple du ressort chargé au contact mobile mais pas à la puissance d'entraînement.

[0027] Selon l'invention, le dispositif d'accouplement à roue libre comprend :

• une deuxième roue dentée dont toute la périphérie externe est munie de dents en engrènement permanent avec la première roue dentée et dont toute une périphérie interne est munie de dents,
• un élément de libération agencé à la proximité périphérique de la deuxième roue dentée ;
• au moins un cliquet monté pivotant sur le bras et adapté pour être respectivement dans les positions :
• en engrènement avec les dents internes de la deuxième roue dentée pour charger le ressort tant qu'il n'a pas atteint son point mort haut de compression par rotation, dans un sens de rotation donné, de la deuxième roue dentée et du bras ainsi en engrènement avec celle-ci,
• en appui mutuel contre l'élément de libération dès que le ressort vient de passer son point mort haut de compression et ainsi être dégagé des dents internes par pivotement sur le bras dans le sens opposé au sens de rotation de la deuxième roue dentée tout en bloquant le bras,
• d'écartement du levier de libération par action sur celui-ci, afin de débloquer le bras et de l'entraîner en rotation, sous l'effort de déchargement du(des) ressort(s), dans le même sens de rotation donné tandis que la deuxième roue dentée reste immobile.

[0028] Autrement dit, l'invention consiste à intégrer judicieusement un dispositif d'accouplement à roue libre constitué d'une roue dentée et d'un cliquet en engrènement avec celle-ci lors du chargement du ressort jusqu'à son point mort haut de compression, en butée contre un élément de libération pour se dégager de la prise d'engrènement une fois le point mort haut atteint, ce qui permet le fonctionnement en roue libre du bras et donc de l'arbre d'entraînement par rapport à la roue dentée lors de l'actionnement de l'élément de libération.

[0029] Un tel dispositif est particulièrement simple à mettre en oeuvre et son fonctionnement en roue libre n'entraîne pas d'autre(s) élément(s) que le bras, ce qui évite d'avoir une inertie en rotation de pièces à avoir à supporter et donc cela ne nuit pas à l'opération de fermeture ou d'ouverture de l'interrupteur.

[0030] La commande selon l'invention peut comprendre une pluralité de cliquets adaptés pour être tous dans les mêmes positions simultanément.

[0031] Avantageusement, l'élément de libération est un levier monté pivotant pour permettre son écartement du cliquet. La mise en oeuvre de l'élément de libération est ainsi simple.

[0032] L'invention concerne également un appareillage électrique haute ou moyenne tension muni d'au moins d'un interrupteur, comprenant une commande à ressort telle que décrite ci-dessus.

[0033] L'appareillage selon l'invention peut être à isolation gazeuse, de type dead-tank, ou à isolation dans l'air, de type live-tank. Il peut avantageusement être un disjoncteur.

[0034] Selon une variante de réalisation, la commande comprend un seul ressort de fermeture de l'interrupteur.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0035] D'autres avantages et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée faite en référence aux figures 1 à 3B parmi lesquelles :

• la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'une commande à ressort selon l'invention
• la figure 2 est une vue en perspective détaillée de la commande selon la figure 1,
• les figures 3A et 3B sont également des vues en perspective détaillée de la commande selon la figure 1 respectivement à l'état complètement chargé du ressort de fermeture de cette commande et au début d'une opération de déchargement du ressort de fermeture,
• la figure 4 est une vue en coupe transversale réalisée au niveau du dispositif d'accouplement à roue libre à cliquet selon l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

[0036] On a représenté en perspective en figures 1 et 2 la commande à accumulation d'énergie par ressort selon l'invention, telle qu'elle est implantée dans un disjoncteur haute tension.

[0037] La commande à ressort selon l'invention comprend un dispositif d'accouplement mécanique à roue libre entre une manivelle ou un moteur non représenté(e) et l'arbre d'entraînement 1 d'un contact mobile du disjoncteur, le fonctionnement en roue libre réalisant un désaccouplement mécanique entre la manivelle ou le moteur et l'arbre d'entraînement 1 lors du déchargement du ressort de fermeture 11.

[0038] Plus exactement, la commande comprend tout d'abord une première roue dentée, dite roue de sortie 10, qui est directement ou indirectement entraînée par une manivelle ou par un moteur.

[0039] Cette roue dentée de sortie 10 est en prise permanente avec une denture droite réalisée sur toute la périphérie externe circonférentielle 5 d'une deuxième roue dentée 2 montée sur un palier non représenté. Autrement dit, cette roue dentée de sortie 10 est en permanence accouplée à la roue dentée 2.

[0040] La deuxième roue dentée 2 comprend sur une périphérie interne des dents 4 de forme biseautée.

[0041] A l'intérieur de la périphérie interne des dents de forme biseautée est agencé un bras 3 solidaire de l'arbre 1 d'entraînement en rotation du contact mobile de disjoncteur par l'intermédiaire de la came 12 montrée plus en détail en figure 3A. Tel qu'illustré, le bras 3 est fixé en extrémité d'arbre 1 par vissage.

[0042] Il va de soi que l'on peut envisager tout autre mode de fixation. Ainsi, l'arbre d'entraînement 1 et le bras 3 sont adaptés pour être en rotation simultanément.

[0043] Comme mieux visible en figure 1, sur le bras 3 est fixé un pivot 6 lui-même relié à un ressort hélicoïdal de compression 11 par l'intermédiaire d'un système de transmission comprenant une chaîne 13, une poulie de renvoi et de tige 14 en appui contre l'extrémité libre du ressort de fermeture 11.

[0044] Un cliquet 7 est monté pivotant autour d'un axe 9 sur l'extrémité libre du bras 3. Lorsqu'il est dans sa position non pivotée (vers le haut sur les figures), le cliquet 7 est en prise d'engrènement avec les dents 4 de la périphérie interne de la deuxième roue dentée 2 : il y a donc dans cette position non pivotée un accouplement mécanique entre cette dernière et le bras 3 et donc l'arbre d'entraînement auquel il est fixé. Lorsqu'il est dans sa position pivotée vers le haut, le cliquet 7 n'est pas en prise d'engrènement avec les dents 4 : il y a donc dans cette position pivotée un désaccouplement mécanique entre la roue dentée 2 et le bras 3. Le passage de sa position non pivotée à sa position pivotée vers le haut du cliquet 7 est réalisé lors de la rotation du bras 3 accouplé à la roue dentée 2 par mise en butée périphérique de celui-ci contre un levier 8, dit levier de déclenchement. Ce levier de déclenchement 8 est un levier pivotant autour d'un axe 80 et agencé à proximité de la roue dentée 2.

[0045] On précise ici que, grâce à l'agencement relatif entre les différents éléments du ressort de fermeture, du système de transmission 12, 13, 14 et du bras 3 avec son pivot tel que réalisé, la position pivotée vers le haut du cliquet 7 atteinte par mise en butée périphérique sur le levier 8 (figures 1, 3A et 3B) correspond au point mort haut du ressort de fermeture 11, c'est-à-dire son état de compression maximale.

[0046] La commande à ressort de fermeture 11 selon l'invention comprend enfin un dispositif anti-retour non représenté dont la fonction est d'empêcher soit directement la roue dentée de sortie 10 de tourner dans le sens horaire soit directement la roue dentée 2 de tourner dans le sens anti-horaire en vue de face selon les figures. La fonction de ce dispositif anti-retour sera expliquée ci-après en relation avec le fonctionnement de la commande. L'agencement d'un tel dispositif anti-retour qui peut être uniquement mécanique, peut être réalisé aisément dans la commande par un homme de l'art sans nuire à la simplicité de celle-ci.

[0047] Le fonctionnement de la commande à ressort selon l'invention va maintenant être expliqué.

[0048] Lors que l'on souhaite charger le ressort de fermeture 11, la roue dentée de sortie 10 est entraînée par une manivelle ou un moteur dans le sens anti-horaire en vue de face sur les figures. La deuxième roue dentée 2 est alors entraînée en rotation dans le sens horaire. Le cliquet 7 est alors en prise avec les dents 4 de la périphérie interne de la roue dentée et donc le bras 3 est accouplé en rotation avec la roue dentée 2 dans ce sens horaire : on peut voir en figure 4 plus particulièrement l'accouplement entre la partie d'accouplement proprement dite 70 du cliquet 7 complémentaire avec les dents 4 de forme biseautée.

[0049] Cette prise entre cliquet 7 et roue dentée 2 a lieu jusqu'à ce que le cliquet 7 vienne en butée périphérique contre le levier de déclenchement 8. Dans cette position, le ressort de fermeture 11 est donc quasiment complètement chargé. La charge complète du ressort de fermeture 11 (point mort haut atteint) est atteinte lorsque la position pivotée vers le haut du cliquet 7 est atteinte grâce à l'appui du levier 8.

[0050] Dans cette position pivotée vers le haut, le cliquet 7 n'est plus en prise, ou autrement dit est dégagée des dents 4 : il y a donc désaccouplement entre bras 3 et roue dentée 2. Cette position de dégagement du cliquet 7 permet ainsi à la roue dentée 2 de continuer de tourner sans changer la position du bras 3. Ainsi, le moteur ou la manivelle qui entraîne la roue dentée 2 à travers la roue dentée de sortie 10 peut donc ralentir progressivement.

[0051] On évite ainsi tout dommage sur un élément mécanique qui serait dû à un arrêt brutal du moteur ou de la manivelle. Autrement dit, un opérateur peut continuer à tourner la manivelle ou le moteur peut continuer à être en marche sans dommage.

[0052] Par ailleurs, grâce au dispositif anti-retour, si un opérateur, qui tourne la roue dentée de sortie 10 par le biais de la manivelle lors du chargement du ressort 11, lâche celle-ci de manière intempestive alors le bras 3 ne peut entraîner la roue dentée 2 dans le sens anti-horaire. Autrement dit, l'opérateur ne risque pas d'être blessé par la manivelle car celle-ci ne peut pas être entraînée en rotation par les roues dentées 10, 2 bloquées par le dispositif anti-retour.

[0053] Lorsque le disjoncteur doit être fermé pour couper un courant, le levier de déclenchement 8 est pivoté dans le sens horaire comme mieux montré avec la flèche représentée en figure 3B. Une fois que le levier de déclenchement 8 n'est pas plus en appui mutuel avec le cliquet 7, le blocage en rotation du bras 3 dans le sens horaire en vue de face sur les figures est enlevé.

[0054] Le cliquet 7 n'étant en outre déjà plus en prise avec les dents 4 de la périphérie interne de la roue dentée 2, le bras 3 et l'arbre 1 d'entraînement d'interrupteur auquel il est fixé tournent alors dans le sens horaire sous la force de traction de la chaîne 13 engendré par la force de déchargement du ressort de fermeture 11. Autrement dit, ils fonctionnent en roue libre avec la roue dentée 2 désaccouplée mécaniquement qui reste donc immobile en rotation. L'arbre d'entraînement 1 entraîne donc le contact mobile du disjoncteur par le biais de la came 15.

[0055] La commande à ressort de fermeture 11 munie du dispositif d'accouplement à roue libre à cliquet 7 est simple à mettre en oeuvre et ne comprend pas de composant en rotation dont l'inertie serait nuisible à l'opération de fermeture du disjoncteur lors du déchargement du ressort.

[0056] D'autres améliorations ou variantes peuvent être réalisées sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

[0057] Ainsi, par exemple, bien que montré avec un seul et unique cliquet 7, il est envisageable d'agencer une pluralité de cliquets en prise avec les dents d'une périphérie interne de la roue dentée: dans cette configuration, il va de soi que tous les cliquets sont respectivement en prise et dégagés des dents tous simultanément. Autrement dit, le pivotement pour atteindre leur position dégagée des dents est obtenu simultanément pour tous les cliquets.

[0058] Par ailleurs, bien que montré avec un système de transmission (poulie de renvoi 12, chaîne 13), on peut également envisager une liaison directe entre une extrémité d'un ressort et un pivot fixé sur le bras, c'est-à-dire sans employer de chaîne avec poulie.

[0059] Enfin, bien que montré avec un seul ressort pour la fermeture, la commande selon l'invention peut tout aussi bien intégrer plusieurs ressorts à comprimer.

[0060] De même, bien que montré sous la forme d'un ressort hélicoïdal, on peut utiliser un ou plusieurs ressorts à spirale.

[0061] De fait, l'homme de l'art choisira le type et le nombre de ressorts selon le couple nécessaire pour entraîner le(s) contact(s) mobile de l'appareillage et l'espace que l'on souhaite dimensionner au sein de la commande.

Revendications

1. Commande de type à ressort pour un interrupteur à haute tension ou moyenne tension comprenant au moins un ressort (11), une première roue dentée (10) adaptée pour être entraînée en rotation avec une puissance d'entraînement, un arbre (1) adapté pour entraîner en rotation un contact mobile de l'interrupteur durant une opération de l'interrupteur, un bras (3) solidaire de l'arbre (1) et relié au(x) ressort(s) (11), un dispositif d'accouplement à roue libre accouplant entre eux la première roue dentée (10) et l'arbre d'entraînement (1) afin de transmettre la puissance d'entraînement au ressort (11) et ainsi le charger et, les désaccouplant pour transmettre le couple du ressort chargé au contact mobile mais pas à la puissance d'entraînement, caractérisée en ce que le dispositif d'accouplement à roue libre comprend :

- une deuxième roue dentée (2) dont toute la périphérie externe (5) est munie de dents en engrènement permanent avec la première roue dentée (10) et dont toute une périphérie interne (4) est munie de dents,

- un élément de libération (8) agencé à la proximité périphérique de la deuxième roue dentée (2) ;

- au moins un cliquet (7, 70) monté pivotant sur le bras (3) et adapté pour être respectivement dans les positions :

• en engrènement avec les dents internes (4) de la deuxième roue dentée (2) pour charger le ressort (11) tant qu'il n'a pas atteint son point mort haut de compression par rotation, dans un sens de rotation donné, de la deuxième roue dentée (2) et du bras (3) ainsi en engrènement avec celle-ci,

• en appui mutuel contre l'élément de libération (8) dès que le ressort (11) vient de passer son point mort haut de compression et ainsi être dégagé des dents internes (4) par pivotement sur le bras dans le sens opposé au sens de rotation de la deuxième roue dentée tout en bloquant le bras (3),

• d'écartement du levier de libération (8) par action sur celui-ci, afin de débloquer le bras et de l'entraîner en rotation, sous l'effort de déchargement du(des) ressort(s) (11), dans le même sens de rotation donné tandis que la deuxième roue dentée (2)reste immobile.

2. Commande à ressort selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de cliquets adaptés pour être tous dans les mêmes positions simultanément.

3. Commande à ressort selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément de libération est un levier (8) monté pivotant pour permettre son écartement du cliquet (7).

4. Appareillage électrique haute ou moyenne tension muni d'au moins un interrupteur, comprenant une commande à ressort selon l'une des revendications 1 à 3.

5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en qu'il est à isolation gazeuse, de type dead-tank.

6. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est à isolation dans l'air, de type live-tank.

7. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'interrupteur est un disjoncteur.

8. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la commande comprend un seul ressort de fermeture (11) de l'interrupteur.

Ansprüche

1. Steuerung vom Federtyp für einen Hochspannungs- oder Mittelspannungsschalter, umfassend wenigstens eine Feder (11), ein erstes Zahnrad (10), das dazu ausgelegt ist, mit einer Antriebsleistung zur Drehung angetrieben zu werden, eine Welle (1), die dazu ausgelegt ist, einen beweglichen Kontakt des Schalters während eines Betriebs des Schalters zur Drehung anzutreiben, einen Arm (3), der mit der Welle (1) verbunden und mit der Feder / den Federn (11) verbunden ist, eine Freilauf-Kopplungsvorrichtung, die das erste Zahnrad (10) und die Antriebswelle (1) miteinander koppelt, um die Antriebsleistung auf die Feder (11) zu übertragen und sie somit zu spannen, und sie zu entkoppeln, um das Moment der gespannten Feder auf den beweglichen Kontakt, jedoch nicht auf die Antriebsleistung zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilauf-Kopplungsvorrichtung umfasst:

- ein zweites Zahnrad (2), dessen gesamter Außenumfang (5) ausgestattet ist mit Zähnen in permanentem Eingriff mit dem ersten Zahnrad (10), und dessen gesamter Innenumfang (4) mit Zähnen ausgestattet ist,

- ein Freisetzelement (8), das in der Umfangsnähe des zweiten Zahnrads (2) angeordnet ist;

- wenigstens eine Klinke (7, 70), die schwenkbar an dem Arm (3) montiert und dazu ausgelegt ist, sich in den folgenden jeweiligen Positionen zu befinden:

• in Eingriff mit den inneren Zähnen (4) des zweiten Zahnrads (2), um die Feder (11) zu spannen, solange sie nicht ihren oberen Kompressionstotpunkt durch Drehung in einer gegebenen Drehrichtung, des zweiten Zahnrads (2) und des somit in Eingriff mit selbigem befindlichen Arms (3) erreicht hat,

• in gegenseitiger Anlage gegen das Freisetzelement (8), sobald die Feder (11) ihren oberen Kompressionstotpunkt überschreitet und somit außer Eingriff mit den inneren Zähnen (4) durch Schwenken an dem Arm in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des zweiten Zahnrads gelangt, wobei der Arm (3) blockiert wird,

• zur Beabstandung des Freisetzhebels (8) durch Einwirkung auf selbigen, um die Blockierung des Arms zu lösen und ihn unter der Entspannungskraft der Feder / der Federn (11) in der gleichen gegebenen Drehrichtung zur Drehung anzutreiben, wohingegen das zweite Zahnrad (2) unbeweglich bleibt.

2. Federsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von Klinken umfasst, die dazu ausgelegt sind, alle gleichzeitig in den gleichen Positionen zu sein.

3. Federsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Freisetzelement ein Hebel (8) ist, der schwenkbar montiert ist, um seine Beabstandung von der Klinke (7) zu ermöglichen.

4. Elektrisches Hoch- oder Mittelspannungsgerät, das mit wenigstens einem Schalter ausgestattet ist, umfassend eine Federsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Gasisolierung vom Typ dead-tank aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Luftisolierung vom Typ live-tank aufweist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Sicherungsschalter ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine einzige Feder (11) zum Schließen des Schalters umfasst.

Claims

1. A spring type controller for a high-voltage or medium-voltage switch, the controller comprising: at least one spring (11); a first toothed wheel (10) adapted to be driven in rotation with a driving power; a shaft (1) adapted to drive a movable contact of the switch in rotation during an operation of the switch; an arm (3) secured to the shaft (1) and connected to the spring(s) (11); and a free-wheel coupling device coupling the first toothed wheel (10) with the drive shaft (1) in order to transmit the driving power to the spring (11) so as to load the spring, and uncoupling them in order to transmit the torque from the loaded spring to the movable contact but not to the driving power, the controller being characterized in that the free-wheel coupling device comprises:

• a second toothed wheel (2) having its entire outer periphery (5) provided with teeth permanently meshing with the first toothed wheel (10) and having its entire inner periphery (4) provided with teeth;

• a release element (8) arranged at the peripheral proximity of the second toothed wheel (2); and

• at least one pawl (7, 70) pivotally mounted on the arm (3) and adapted to be in the following respective positions:

• meshing with the inner teeth (4) of the second toothed wheel (2) to load the spring (11) until the spring reaches its compression top dead-center by rotation, in a given direction of rotation, of the second toothed wheel (2) and of the arm (3) thus meshing therewith;

• bearing mutually against the release element (8) once the spring (11) reaches its compression top dead-center, thereby disengaging from the inner teeth (4) by pivoting on the arm in the direction opposite to the direction of rotation of the second toothed wheel, while blocking the arm (3); and

• spaced apart from the release lever (8) by action thereon, in order to unblock the arm and allow it to be driven in rotation by the release force from the spring(s) (11) and in the same given direction of rotation, while the second toothed wheel (2) remains stationary.

2. A spring controller according to claim 1, characterized in that it has a plurality of pawls adapted so that all of them are in the same positions simultaneously.

3. A spring controller according to claim 1 or claim 2, characterized in that the release element is a lever (8) that is pivotally mounted to enable it to be moved apart from the pawl (7).

4. High- or medium-voltage electric switchgear provided with at least one switch and including a spring controller according to any one of claims 1 to 3.

5. Switchgear according to claim 4, characterized in that it is gas insulated, of the dead-tank type.

6. Switchgear according to claim 4, characterized in that it is air insulated, of the live-tank type.

7. Switchgear according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the switch is a circuit breaker.

8. Switchgear according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the controller has a single switch closure spring (11).

Dessins