Brevet FR2180546A1 — publié le 19731130

L'invention concerne les dispositifs de manoeuvre de la partie mobile d'appareils de connexion électrique tels que disjoncteurs, interrupteurs..., dans lesquels de l1 énergie est emmagasinée dans un organe élastique généralement constitué par un ou plusieurs ressorts, puis libérée brusquement, soit automatiquement lorsque l'énergie maximale a été accumulée, soit à un instant prédéterminé, grâce a un accrochage qui peut-être commandé à distance. On peut utiliser des ressorts de traction, compression, flexion, torsion, ou tout autre organe élastique. I1 est connu d'articuler une extrémité du ou des ressorts sur un axe fixe et de faire agir l'autre extrémité sur un vilebrequin ou sur un maneton monté en porte a faux. Mais, dans ce cas, la course angulaire d'accumulation d'énergie est égale à la course angulaire de libération d'énergie. L'invention permet en fonction de l'appareil entraîné, d'obtenir une course de libération d'énergie inférieure égale ou supérieure a la course d'accumulation d > énergie. Pour cela elle prévoit un dispositif de manoeuvre de la partie mobile d'un appareil de connexion électrique comportant un organe élastique dont une pre mière extrémité est articulée sur un axe fixe et dont la deuxième extrémité a une position liée à la position angulaire d'un arbre intermédiaire de manière qu'une rotation de cet arbre intermédiaire provoque une accumulation d'énergie dans ledit organe élastique et qu'ensuite, l'organe élastique, en libérant brusquement l'énergie qu'il a accumulée, puisse assurer un déplacement rapide de ladite partie mobile, caractérisé en ce que la liaison entre ladite deuxième extrémité et ledit arbre intermédiaire s'effectue par l'intermédiaire dlun excentrique porté par ledit arbre intermédiaire et d'un levier de renvoi dont un premier bras s'appuie constamment contre ledit excentrique, et sur le deuxième bras duquel est articulée ladite deuxième extrémité de l'organe élastique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de réalisation qui va être décrit à titrenon limitatif à l'aide des figures ci-jointes. - La figure I est une vue latérale de la position des organes d'un dispositif de manoeuvre dont la figure 2 représente une vue de face (après enlèvement du dispositif d'accrochage 29 à 37), ces deux figures correspondant à la fin de la phase d'accumulation énergie dans l'organe élastique. - La figure 3 est un schéma montrant la situation respective des principaux organes pour trois positions du dispositif de manoeuvre. - La figure 4 est une vue laterale de la position des organes du même dispositif après libération de l'énergie de l'organe élastique. Sur les figures I et 2, un arbre intermédiaire I est solidaire d'un excentrique 2, d'une came 3 et d'une roue dentée 4 faisant partie d'une démultiplication par chalne 5. Cette réduction peut être remplacée par un dispositif analo gue quelconque, tel que, par exemple, des engrenages a denture droite. Sur un arbre de manoeuvre 6, est fixé un levier 7 portant sur un bras un galet 8 et sur l'autre bras un cliquet 9.L'arbre 6 sert de tourillon à un levier de renvoi 10 portant sur un bras un galet 11, l'organe moteur de la commande est constitué par un ressort ou plusieurs ressorts 12 dont une extrémité 13 est articulée sur un axe 14 et dont l'autre extrémité exerce un effort de traction sur un axe 15 solidaire de l'autre bras du levier 10. Sur un arbre 16 sont fixés un pignon denté 17 servant à l'entraînement de la chaîne 5 et un volant d inertie 18 destiné à la régulation du mouvement lors de la libération de l'énergie des ressorts 12. L'arbre 6 entraîne la partie mobile de l'appareil de connexion, par exemple à l'aide d'un clavetage 19. Un arbre moteur 20 et un ergot 21 entraînent l'arbre 16 et la réduction par chalne 5 et permettent d'emmagasiner l'énergie dans les ressorts 12. Si, au lieu de libérer automatiquement l'énergie dès que le maximum de celle-ci a été emmagasiné dans les ressorts, on prévoit de ne mettre en oeuvre l'é- nergie qu a un instant prédéterminé, on ajoute un dispositif d'accrochage tel par exemple que celui représenté à titre d'exemple sur les figures 1 et 4. Ce dispositif comporte un levier 22 tournant autour d'un axe 23 et reposant sur une butée fixe 24. Ce levier 22 est rappelé par un ressort 25 articulé sur l'arbre 14. L'extrémité 26 du levier 22 sert de butée au galet 27 fixé sur l'excentrique 2. Un électro-aimant 28 permet de rompre l'accrochage 26/27 et de libérer l'énergie des ressorts 12 à un instant prédéterminé. Un autre dispositif d'accrochage permet, en fin de course après libération de l'énergie, de bloquer le levier 7 et la partie mobile de l'appareil de connexion qui en est solidaire. Le cliquet 9 monté à une extrémité du levier 7 est rappelé par un ressort 29 et tourne autour d'un axe 30 sur lequel est articulée une extrémité du ressort 31 dont l'autre extrémité est articulée sur un axe fixe 32. Un cliquet d'accrochage 33 sur lequel agit un ressort de compression 34 tourne autour d'un axe 35 et s'appuie au repos sur une butée 36 située dans un plan décalé par rapport au plan des pièces 9 et 33. Un électro-aimant 37 permet, le ressort 31 étant tendu, de libérer le cliquet 9. Un dispositif antiretour 38 est monté sur l'arbre 16. Le châssis du mécanisme de commande est constitué par deux plaques supports 39 et 40 entretoisées par les axes 14 et 32. Sur la figure 3, qui représente schématiquement trois positions remarquables du mécanisme, on a désigné par 1 l'axe de l'arbre 1, par 2 le centre du disque de l'excentrique 2 et 11 l'axe du galet 11. Au point mort relatif au maximum d'énergie accumulée dans les ressorts 12, ce qui correspond au début du mouvement lorsque l'énergie est automatiquement libérée après avoir atteint sa valeur maximale, les points, représentant respecti vement l'axe de l'arbre 1, le centre de l'excentrique 2 et ltaxe du galet 11 sont situés sur une même ligne droite : 1, 2a et lia. Au point mort relatif au minimum d'énergie accumulée dans les ressorts 12, ce qui correspond à la fin de la libération de l'énergie (figure 4), les points considérés sont à nouveau sur une meme ligne droite : 2b, 1 et iib. Lorsque la commande est dans la position d'accrochage permettant de libérer l'énergie à un instant prédéterminé (figure 1), les points considérés forment un triangle : 1, 2c et 11c. La ligne 11c, 2c définit la direction de l'effort P résultant de l'action des ressorts 12 sur ltexcentrique 2. Ce dernier tend à tourner autour de l'axe i dans le sens de la flèche F sous l'action du couple P x L, L étant la distance de l'axe de l'arbre 1 à la droite lic, 2c. Le fonctionnement est le suivant En partant de la figure 4, correspondant au minimum d'énergie, on peut procéder à l'accumulation de l'énergie dans les ressorts 12. Grâce à l'ergot 21, la manivelle 20 (ou un moteur fixé sur l'arbre 20) entraîne, dans le sens de la flèche F, la rotation de l'arbre 16, du pignon 17, et, par l'intermédiaire de la chaîne 5, celle de la roue dentée 4, de l'excentrique 2 et de la came 3 qui sont solidaires. L'excentrique 2 repousse le galet 11, fait tourner le levier 10 autour de l'axe 6, déplace vers le bas l'axe 15 et tend le ou les ressorts 12 jusqu'au point mort correspondant à l'accumulation du maximum d'énergie (les points 1, 2a et lia de la figure 3 sont alignés). Au delà de cette position, l'effort exercé par le ou les ressorts sur l'ex- centrique 2 entraîne brusquement la rotation de l'arbre i dans le sens de la flèche F - soit jusqu a la butée du galet 27 sur l'extrémité 26 du levier 22, lténer- gie accumulée dans les ressorts 12 étant ensuite libérée à l'instant prédéterminé, lors de la mise sous tension de l'électro-aimant 28 qui provoquera la rupture de l'accrochage 26/27, - soit, si le dispositif d'accrochage 22 à 28 n'a pas été prévu, jusqu'au point mort correspondant au minimum d'énergie (les points 2b, 1 et îib de la figure 3 sont alignés). Dans ce dernier cas, la libération totale de l'énergie suit immédiatement le passage du point mort 1, 2a, lia de la figure 3. Dans les deux cas, un dispositif non représenté évite la libération de l'é- nergie si le levier 7 n'est pas situé dans la position représentée en traits pleins sur la figure 1. Le levier 7 étant dans cette dernière position, pendant la libération de l'énergie, la came 3 solidaire de l'excentrique 2 entraîne le levier 7 et l'appareil de connexion dans le sens de la flèche G (en tendant le ressort 31), jusqu'à la position représentée sur la figure 4 (et en traits ponctués sur la figure 1). La came 3 continue sa course sous l'effet de l'énergie résiduelle. Le levier 7, soumis en permanence à l'effort du ressort 31, est immobilisé par le cliquet 33 et ne peut revenir à la position représentée en traits pleins sur la figure 1 qu'après mise sous tension de ltélectro-aimant 37 et rupture de l'accrochage 9/33. Le dépassement du point mort correspondant au minimum d'énergie (points 2b, 1 et llb de la figure 3 alignés et figure 4) dû à l'énergie résiduelle du mécanisme, provoque, grâce à ltexcentrique 2 et au levier 10, une nouvelle accumulation partielle de l'énergie. Après dépassement du point mort et arrêt, l'arbre 1 a en effet tendance à tourner dans le sens inverse de la flèche F. Pour éviter un mouvement oscillatoire du mécanisme et conserver l'énergie qui vient autre partiellement accumulée dans les ressorts 12, on monte, sur l'arbre 16, un dispositif antiretour 38 qui permet une rotation de l'excentrique dans un seul sens. Cet organe a égale ment pour but d'éviter le retour du mécanisme en sens inverse de la flèche F lors d'un armet pendant la période d'accumulation de l'énergie. La course angulaire de l'excentrique pendant la phase d'accumulation d'énergie dans l'organe élastique peut etre inférieure, égale ou supérieure à la course angulaire de l'excentrique pendant la phase de libération de l'énergie. Le rapport de ces courses dépend de la distance séparant les axes des arbres 1 et 6 et du sens de rotation du dispositif. Le dispositif permet une certaine récupération d'énergie, car, après la libération de l'énergie des ressorts, l'énergie cinétique, résiduelle de l'arbre 1, après passage du point mort correspondant au minimum d'énergie, conduit à une nouvelle accumulation partielle de l'énergie, grâce au dispositif antiretour qui empêche la détente du ou des ressorts. Lorsque le dispositif selon l'invention remplace un dispositif comportant un maneton en porte à faux ou un vilebrequin, il présente l'avantage de permettre d'adapter le profil de l'excentrique au couple du ou des ressorts. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de manoeuvre de la partie mobile d'un appareil de connexion électrique comportant un organe élastique dont une première extrémité est articulée sur un axe fixe et dont la deuxième extrémité a une position liée à la position angulaire d'un arbre intermédiaire de manière qu'une rotation de cet arbre intermédiaire provoque une accumulation d'énergie dans ledit organe élastique et qu'ensuite, l'organe élastique, en libérant brusquement l'énergie-qutil a accumulée, puisse assurer un déplacement rapide de ladite partie mobile, caractérisé en ce que la liaison entre ladite deuxième extrémité et ledit arbre intermédiaire stef- fectue par l'intermédiaire d'un excentrique porté par ledit arbre intermédiaire, et d'un levier de renvoi dont un premier bras s'appuie constamment contre ledit excentrique, et sur le deuxième bras duquel est articulée ladite deuxième extrémité de l'organe élastique. 2/ Dispositif de manoeuvre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre intermédiaire porte une came qui entraîne un levier de manoeuvre lorsque l'énergie de l'organe élastique est libérée et que cet organe élastique entraîne l'excentrique en rotation par l'intermédiaire dudit levier de renvoi. 3/ Dispositif de manoeuvre selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit levier de manoeuvre est fixé sur un arbre de manoeuvre provoquant le déplacement de ladite partie mobile. 4/ Dispositif de manoeuvre selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit levier de renvoi tourillonne sur ledit arbre de manoeuvre. 5/ Dispositif de manoeuvre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ltexcentrique porte un ergot venant s'appliquer, a la fin de la phase d'accumulation d'énergie dans organe élastique, sur un accrochage escamotable sous l'action d'un électro-aimant. 6/ Dispositif de manoeuvre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif antiretour permettant la rotation de l'excentrique dans un seul sens. 7/ Dispositif de manoeuvre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la course angulaire de l'excentrique pendant la phase d'accumulation d'énergie dans l'organe élastique, est différente de la course angulaire de l'excentrique pendant la phase de libération de l'énergie de l'organe élastique. 8/ Dispositif de manoeuvre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe élastique est constitué par un ressort ou plusieurs ressorts.