Brevet FR2036911A1 — publié le 19701231

i 2036911 Les interrupteurs électriques automatiques comportent un ensemble de pièces reliées mécaniquement, généralement dénommé "mécanisme" on "serrure", dont le rôle est de : - permettre l'établissement d'un circuit électrique par action sur 5 un ou plusieurs éléments de contacts. - maintenir la continuité du circuit électrique par verrouillage de l'ensemble des pièces mobiles en position de fermeture lorsque la manoeuvre d'armement est terminée. - interrompre automatiquement la continuité du circuit électrique 10 lorsque l'état, de celui-ci ne- se trouve plus dans les conditions de fonctionnement déterminées. - permettre à un opérateur l'ouverture des contacts par action sur vin organe de manoeuvre approprié du mécanisme. On connaît déjà de nombreuses réalisations de serrure. Elles 15 utilisent généralement un ou plusieurs systèmes mécaniques bien connus , dits "genouillères" - systèmes simples mais qui nécessitent cependant un nombre de pièces relativement important, et comportent de nombreuses articulations % ces éléments, par leurs masses et leurs frottements, réduisent l'accélération des mouvements, augmentent la 20 durée de séparation des contacts et réduisent en conséquence, les performances des appareils ainsi équipés, tout en rendant leur construction généralement coûteuse. L'invention a pour objet un mécanisme de serrureutilisable notamment pour la commande des appareils électriques de coupure, et 25 qui ne présente pas ces inconvénients. Il est caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part un équipage mobile muni d'au moins une pièce de contact pouvant venir coopérer avec une pièce de contact fixe, et de deux saillies, dont la première peut coulisser dans une glissière fixe et tend à être 30 maintenue à une extrémité de celle-ci sous l'action d'un ressort dans la position d'ouverture des contacts, et dont la seconde coopère sans lui être liée avec un ergot d'une pièce de commande coulissante, d'autre part un levier oscillant autour d'un axe fixe dudit levier et soumis à l'action d'un ressort tendant à engager un bec 35 dans une fenêtre de la pièce de commande et une arête dudit levier dans une fenêtre d'une palette de verrouillage oscillant autour étmi axe fixe, ces organes étant disposés de telle sorte que lorsqu'on abaisse la pièce de commande, d'une part son er-got s'appuie sus5 la seconde saillie de lféquipage mobile de façon à abaisser celui-ci sen-40 siblement parallèlement â lui-même icsqu'à ce que sa première sail- 69 12010 2036911 lia vienne sensiblement à l'aufree extrémité de la glissière, d'autre j part le levier oscillant bsseuxs dis fait que son bec peut venir ! s'engager dans la fsnâtr® de la pièce de commande et son arête dans 1 la fenêtre de la palette de verrouillage, laquelle s'incline sous j s l'action d'un ressort pour verrouiller ladite arête dans ladite fe- S -*■ ' } nêtre, un épauleaent daciit levier venant alors se placer au-dessus de j la première saillie de 1* équipage mobile pour le maintenir au fond j de la glissière, ce qui verrouilla ledit équipage mobile, puis lors- j qu'on laisse remonter la pièce da commande, l'équipage mobile tourne î 10 autour de sa première saillie au fond de la glissière, de sorte-que j sa seconde saillie échappe a l'ergot de la pièce de commande, ledit équipage mobile pouvant alors achever sa rotation sous, l'action de son i ressort associé jusqu'à ce que sa pièce de contact vienne s'appliquer 1 sur la pièce de contact fixa. 15 Las figures 1 à 6 ci-annexées représentent, à titre d'exemple, une forma possible de réalisation d'un mécanisme de serrure selon i l'invention. La figure 1 est un® 'vu® en coupe selon l'axe AA' de la figure 2, et représente schématiquememt les différsntséléments de la serrure 20 et organes de manoeuvre à l'état "déclenché La figure 2 est une vue partielle de côté du dispositif selon la figure La figure 3 montre la position respective des différents éléments à la fin de la première phase d'armement„ 20 La figure H contre la position das éléments à la fin de la deu- xièiaa phase d'armement correspondant -au. verrouillage de. l'ensemble dans l'état "saclesicnâ"„ La figure 5 montre les déplacements de l'équipage porte-contacts pendant le fonctionnement automatique du. mécanisme. 30 La figure 6 montre la position Un levier oscillant 3., pas1 exs^ap-le en matière moulée, paut pivoter autour d'asn axe 2 entre flasques 3 et M- et tend à se déplacer dans le sen®. inversa -riKuilles d'une montre sous l'action 35 d'un'ressert 5 » .De part et ^ -j des . porte-contacts symbolisés par .les «rraits 6 f»t 7 '*c.vt «solidaires l'un de l'autre par deux axes transv*.r«?>».?• « ,«*t :J • •=.** « e«t guidé et .peut coulisser ■ •ans 'î©"is Xw ; T ■- • s "^-5 x&"-' flasque--. ? ^.eusc -, ^-esaortî' 12 f-t .tr • ?*' ■ -i-.je i . flanques 1-U.,. tendent COPY 69 12010 3 2036911 à tirer l'ensemble porte-contacts vers le haut de la figure. En position "déclenché", l'axe 9 se trouve en-dessous d'un ergot 14 d'un organe de commande 15, lui-même sollicité vers le haut de la figure par un ressort de rappel 16. 5 Enfin, le mécanisme comporte une palette de verrouillage 17 pivotant autour d'un axe 18 et qui tend à être ramenée contre une butée 20 par l'action d'un ressort de compression 19. Dans la position selon la figure' 1, l'axe 8, qui se trouve à la partie supérieure de la glissière 11, appuie sur un flanc 30 du levier 10 oscillant 1 qu'il maintient dans la position représentée ; dans cette position une arête supérieure 25 dudit levier soulève l'extrémité droite de la palette de verrouillage 17, et un bec inférieur 22 dudit levier est maintenu écarté de l'organe de manoeuvre 15. En se reportant aux figures 3 et 4, on voit que le passage de la 15 position "déclenché" à la position "enclenché" s'effectue de la façon suivante : Lorsqu'on enfonce l'organe de commande 15 dans la direction de la flèche F, il provoque, par 1'intermédiaire de 1'ergot 14 et de l'axe 9, la translation de l'équipage mobile porte-contacts 6-7, gui-20 dé par son axe 8 dans les glissières 10-11, jusqu'à ce que l'axe 8 vienne buter au fond des glissières. Dans cette position extrême de l'organe de manoeuvre et du porte-contacts, le flanc 30 du levier oscillant 1 échappe à l'axe 8-, et Te levier bascule, sous l'action du ressort 5 jusqu'à ce que son épaulement 24 vienne se placer au 25 dessus de l'axe 8, comme le montre la figure 3. Dans cette position, l'arête 25 du levier vient se loger dans la fenêtre 21 de la plaquette 17, où elle se trouve verrouillée par le basculement de cette plaquette sous l'action du ressort 19. En même temps, le bec inférieur 22 du levier vient se loger dans une fenêtre 23 de l'orga-30 ne de manoeuvre 15. Lorsqu'on relâche la pression sur l'organe de manoeuvre 15, celui-ci remonte sous l'action du ressort de rappel 16. Le porte contacts 6 (7) remonte également sous l'action du ressort 12 (13) jusqu'à ce que son axe 8 vienne prendre appui sous 1'épaulement 35 24 du levier 1, ce dernier se trouvant immobilisé du fait que son arête 25 appuie sur le bord de la fenêtre 21 de la palette 17. L'axe 8 devient donc fixe et sert alors d'axe de rotation pour l'équipage porte-contacts. L'organe de manoeuvre 15 poursuivant son mouvement ascendant, l'équipage porte-contacts pivote autour de 40 l'axe 8, et il arrive au moment où l'axe 9 s'échappe brusquement de 69 12010 4 2036911 l'ergot 14, provoquant ainsi l'accostage rapide des contacts mobiles 26 sur les contacts fixes 27, et ceci d'une façon indépendante de l'organe de manoeuvre 15. Le mouvement de remontée de l'organe de manoeuvre est arrêté lorsque sa fenêtre 23 vient buter sur le bec 22 du 5 levier oscillant 1, ce qui provoque le verrouillage de la serrure. Il y a lieu de remarquer que la pression entre les pièces de contact fixe 26 et mobile 27 est assurée par les ressorts de rappel 12-13 de l'équipage mobile. En position "enclenché", le levier oscillant 1 est soumis d'une 10 part à une force exercée par les ressorts de rappel 12-13, par l'intermédiaire de l'axe 8, sur 1'épaulement 24 et qui tend à provoquer la rotation du levier dans le sens des aiguilles d'une montre, et d'autre part à un ensemble de forces dûes aux ressorts 5 et 16 (pour ce dernier, par l'intermédiaire de l'organe de manoeuvre 15 et 15 l'ergot 22), qui tendent au contraire à provoquer la rotation du levier dans le sens des aiguilles d'une montre. Il est clair que, par un réglage approprié de l'action des ressorts.5-12-13-16 (ou d'un seul d'entre eux par exemple le ressort 5-, les autres étant tarés initialement) , le couple résultant auquel est soumis le levier oscillant 1 20 peut être réduit autant qu'on le désire, de sorte qu'il suffit d'un faible effort, exercé par le ressort 19, pour que la palette 17 assure le verrouillage de l'ensemble. Il suffit également d'exercer sur cette palette une force '"f" très réduite (figures 4 et 5) pour provoquer le déverrouillage de la serrure. 25 Cette force antagoniste "f" peut être exercée par tout moyen, tel que par exemple l'action d'une lame thermostatique, d'un relais de courant, d'un relais de tension, d'un organe mécanique de manoeuvre, etc.. elle provoque la rotation de la palette 17 autour de son axe 18, et libère le levier oscillant 1, qui, soumis au couple résultant mentionné plus haut, pivote autour de l'axe 2 dans le sens des aiguilles d'une montre, libérant ainsi à la fois l'axe 8 et l'organe de manoeuvre 15. L'axe 8 étant libre., l'équipage mobile porte-contacts 6-7 remonte et pivote sous l'action des ressorts de rappel 12-13, ce qui provoque la séparation des contacts 26-2 7 de la manière indiquée ci-dessous : Dans un premier temps (figure 5), l'équipage porte-contacts 6-7 remonte pratiquement parallèlement à lui-même sur une courte distance "d", provoquant ainsi l'établissement d'un arc de coupure entre 40 les contacts 26-27. Puis le porto-contacts 6-7 rencontre sur sa course 69 i 2010 5 2036911 une butée fixe 28, solidaire par exemple des flasques, qui constitue alors un point de rotation pour l'équipage mobile. La positon de cette butée 28 est telle que5 d'une part le déplacement des contacts mobiles 28 est accéléré et a une grande amplitude, bien que les points d'ap-5 plication des forces de rappel se déplacent très peu, et d'autre part l'axe 9 destiné à l'armement de la serrure vient reprendre sa place le long de l'organe de manoeuvre 15. Le bec 22 étant dégagé de la fenêtre 23, l'organe de manoeuvre 15 peut également remonter sous l'action du ressort 16 et revenir à 10 la position représentée sur la figure 1. Deux cas particuliers sont à considérer : Dans le premier cas, l'organe de manoeuvre 15 est libre, c'est-à-dire non maintenu volontairement dans la position où il se trouvait sur la figure 4 ; dans ce cas, lors de la libération du levier oscil-15 lant 1 parla palette 17, l'équipage mobile porte-contacts 6-7 et l'organe de manoeuvre 15 se'déplacent simultanément, et l'axe 9 reprend directement la position qu'il avait selon la figure 1, c'est-à-dire sous l'ergot 14. Dans le deuxième cas, l'organe de manoeuvre 15 est maintenu 20 volontairement dans la position où il se trouvait selon la figure 4 dans ce cas, lors de la libération du levier oscillant 1, l'équipage' mobile 6-7 se déplace seul, tandis que le levier de manoeuvre 15 demeure immobile dans la position représentée sur la figuré 5, et l'axe 9 se trouve au-dessus de l'ergot 14. Lorsque la contrainte sur l'or-25 gane de manoeuvre est supprimée, celui-ci se met en mouvement sous l'action du ressort de rappel 16 qui se trouvait alors fortement comprimé, tandis que les ressorts 12-13 étaient pratiquement détendus, de sorte que l'ergot 14 peut vaincre la résistance opposée à son passage par l'axe 9 et venir se placer au-dessus de- celui-ci. 30 II est également possible de rendre l'ergot 14 facilement éclipsable pendant la remontée de l'organe de manoeuvre, et fixe pendant sa descente. Un avantage particulier de l'invention va être décrit ci-dessous en se référant à la figure 4. Si l'interrupteur automatique équipé 35 du jiécanisme décrit ci-dessus subit une surcharge telle que, malgré la rapidité de déverrouillage de la serrure, il se produit un collage ^ntre les contacts 26-2 7, l'organe de manoeuvre 15 reste dans la position de la figure 4 et indique de ce fait que le circuit de l'interrupteur n'est pas coupé, En effet, par suite de ce collage des contacts, le pcrte-cont-î'ïts -Fixe et rigide, de sorte que 69 12010 2036911 l'action des ressorts de 12-13 ae sa transmet plus par l'axe 0 au levier oscillant 1» Celui-ci n'est plus soumis qu'à l'action des ressorts 5 et 16 qui tendent alors à la faire pivoter dans le sans inverse des aiguilles d'une montre, renforçant ainsi le verrouil-g lage de 1"organe de manoeuvre 15 par 1'ergot 22 du levier oscillant 11. Un autre avantage va être décrit en se référant aux figures 3, ^ et 6» Sans ce qui précède, 1'organe de manoeuvre n'a été employé que pour assurer 1*armement de la serrure, mais il peut également servir su déverrouillage de celle-ci ; il joue donc un double rôle. On a vu 3_q sur la figure 2 coatment le mouvement de l'organe de manoeuvre, en prise avec l!axe 9 et soumis à un effort d'enfoncement, se trouve limité lorsque l'axe 8 vient buter au fond des glissières 10-11. Cette limitation du mouvement de 1*organe de manoeuvre 15 n'existe plus lorsque la serrure est verrouillée ocssme le montre la figure 4, puisqu'alors l'axe 9 a échappé à 1®argot 14. En se reportant à la figure 6, on voit que si l'on enfonce à nouveau l'organe de manoeuvre, celui-ci transmet, par la face 29 de la fenêtre 23, une force sur le bec 22 du levier oscillant i. Cette force crée un couple supplémentaire appliqué au levier, lequel s'ajoute au couple créé par 2q les ressorts 12-13 et provoque le déverrouillage du levier, qui échappe à la palette 17; et son. déplacement dans le sens des aiguilles d'une montre9 libérant ainsi l'équipage mobile porte-contacts. La serrure selon 1'invention présente donc en résumé les avantages suivants ; 2% - la porta-contacts si'est pas r®.lié mécaniquement d'une façon fixe à 1'snsesble de la serrure# ât de- ce fait peut se déplacer rapidement et indépendamment des autres pièces -constituant le mécanisme. - le® contacts mobiles deviennent a un certain moment indépendants de l'organe de manoeuvre et établisssAt alors" les circuits électri- 30 ques brusquement et indépendamment l'opérateur. - la pression des contacts est assurée par les ressorts de rappel de l'équipage mobile, - le levier oscillant est soumis i un ensemble de couples opposés. - Is couple résultant appliqué au levier peut être facilement réglé 35 i «ne valeur r* la tiveawn t M.ibl«.. ••'•'«•..i une sensibilité très grande aour le dé verrouillage =:?« 1* -s, - le aou veinent d«s contacts .;«c>.pv ane -translation et une rotation. - la distance d'ouverture e--c -,:r j glanas, 'tandis que les autres alésants de la ■■■ ivy iasssï d ' ouvert v,r« c CÔPY 69 12010 7 2036911 - le temps de réponse de la serrure est très petit. - la position de l'organe de manoeuvre indique la position des contacts dans l'appareil. - l'organe de manoeuvre peut servir successivement à l'enclenchement 5 et au déclenchement de la serrure. L'invention n'est nullement limitée à celle de ses formes possibles de réalisation qui vient d'être décrite et représentée à titre d'exemple, mais elle comprend toutes les variantes répondant à définition qui fait l'objet de la revendication. En particulier, 10 il n'est pas obligatoire que la serrure ait la forme symétrique représentée sur la figure 2. La serrure selon l'invention peut bien entendu être utilisée dans tout appareillage électrique automatique tel que disjoncteur ou interrupteur différentiel, quel qu'en soit le nombre de pôles. 69 12010 8 2036911 REVENDICATION Mécanisme de serrure, en particulier pour la commande d'un appareil électrique de coupure, caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part un équipage mobile muni d'au moins une pièce de 5 contact pouvant venir coopérer aveû une pièce de contact fixe, et de deux saillies, dont la première peut coulisser dans une glissière fixe et tend à être maintenue à une extrémité de celle-ci sous l'action d'un ressort dans la position d'ouverture des contacts, et dont la seconde coopère sans lui être liée avec un ergot d'une pièce de 10 commande coulissante, d'autre part un levier oscillant autour djun axe fixe et soumis à l'action d'un ressort tendant à engager un bec dudit levier dans une fenêtre de la pièce de commande et une arête dudit levier dans une fenêtre d'une palette de verrouillage oscillant autour d'un axe fixe, ces organes étant disposés de telle sorte que 15 lorsqu'on abaisse la pièce de commande, d'une part son ergot appuie sur la seconde saillie de l'équipage mobile de façon à abaisser celui-ci sensiblement parallèlement à lui-même jusqu'à ce que sa première saillie vienne sensiblement à l'autre extrémité de la glissière, d'autre part le levier oscillant bascule du fait que son bec 20 peut venir s'engager dans la fenêtre de la pièce de commande et son arête dans la fenêtre de la palette de verrouillage, laquelle s'incline sous l'action d'un ressort pour verrouiller ladite arête dans ladite fenêtre, un épaulement dudit levier venant alors se placer au-dessus de la première saillie de l'équipage mobile pour le main-25 tenir au fond de la glissière, ce qui verrouille ledit équipage mobile puis lorsqu'on laisse remonter la pièce de commande, l'équipage mobile tourne autour de sa première saillie au fond de la glissière de sorte que sa seconde saillie échappe à l'ergot de la pièce de commande, ledit équipage mobile pouvant alors achever sa rotation 30 sous l'action de son ressort associé jusqu'à ce que sa pièce de contact vienne s'appliquer sur la pièce de contact fixe.