Brevet FR2281639A1 — publié le 19760305

La présente invention se réfère aux mécanismes à mouvement brusque utilisés plus particulièrement dans les interrupteurs ou commutateurs électriques en vue d'éviter la formation d'arcs de durée sensible, susceptibles d'endommager exagérément les contacts. On sait que ces mécanismes comprennent le plus souvent un ressort interposé entre un organe de commande et un organe commandé. On prévoit des moyens pour empêcher l'organe commandé de suivre organe de commande pendant une partie de la-course de celui-ci, es moyens étant effacés à la fin de cette course, ce qui permet au ressort d'agir pour déplacer brusquement l'organe commandé. t On connaît notamment un mécanisme dans lequel les moyens de blocage de l'organe commandé sont constitués d'une part par au moins un taquet coulissant dans cet organe suivant une direction transversale et repoussé vers l'extérieur de celui-ci par un ressort, d'autre part par une bague fixe entourant ledit organe commandé et qui comporte des dents susceptibles de coopérer avec le taquet, ce dernier étant rappelé vers l'intérieur par l'organe de commande en fin de course de celui-ci, de manière 3 libérer l'organe commandé. On prévoit préférablement deux taquets disposés de manière a coopérer simultanément avec deux dents afin que le mécanisme puisse fonctionner pour l'un et l'autre sens de rotation de l'organe de commande. Ce mécanisme convient parfaitement dans le cas où l'organe de commande peut etre actionné suivant toute sa course iorsqu'on veut manoeuvrer l'organe commandé. Par exemple, s'agissant d'un interrupteur ou commutateur électrique, chaque fois qu'on désire le faire fonctionner, il faut actionner positivement l'organe de commande, ce qui ne peut etre Xinstantané. Or il arrive assez fréquemment qu'on ait besoin au contraire d'obtenir une interruption, une fermeture ou une commutation dans un temps extrêmement court.Pour fixer les: ides par un exemple, si un commutateur permet de brancher une installation sélectivement sur une ligne principale ou sur une ligne de secours il est important qu'en cas de défaillance de la première le passage à la seconde s'effectue de façon quasi-instantanée, ce qui ne peut pas être obtenu avec les mécanismes du genre en question. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. Conformément à cell-ci, l'on dispose autour de l'organe tournant qui porte les taquets un verrou coulissant dans une direction substan- tiellement radiale, ce verrou retenant un taquet mime lorsque celui- ci est à la position effacée. Dans ces conditions l'on peut quelque sorte le mécanisme en tournant l'organe de commande de l'an- gle correspondant à la course de l'organe commandé et en le bloquant à cette position. Il suffit ensuite d'effacer le verrou pour obtenir le mouvement brusque de l'organe commandé. On peut d'ailleurs noter que le taquet excerce sur -le verrou une poussée comportant une composante qui tend à repousser celui-ci vers l'extérieur. On peut donc retenir le verrou par le moyen d'une dent de butée articulée qu'il suffit d'effacer lorsqu'on désire faire fonctionner l'appareil commandé. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. i est une coupe longitudinale d'un mécanisme à mouvement brusque destiné à recevoir application de l'invention. Fig. 2 est une vue à plus petite échelle correspondant a une coupe transversale suivant II-II (fig. 1). Fig. 3 est une vue à l'état isolé de la cuvette formant organe commandé. Fig. 4 est une coupe à petite échelle suivant IV-IV (fig. 1). Fig. 5 est une coupe de détail à grande échelle suivant V-V (fig. 4). Fig. 6 et 7 sont des vues semblables à celle de fig. 2, mais correspondant aux instants respectifs où l'organe de commande a effectué une grande partie de sa course et où il a presque effacé le taquet de retenue de l'organe commandé. Fig. 8 est une vue semblable à celle defig. 4, mais correspondant - l'instant où le taquet non effacé par l'organe de commande est repoussé au passage d'une dent. Fig. 9 est une vue semblable à celle de fig. 2, montrant les pièces après le déclenchement. Fig. 10 est une vue semblable à celle de fig. 4, mais dans laquelle le mécanisme a été supposé équipé d'un verrou auxiliaire agencé conformément à l'invention. Fig. 11 est une vue semblable à celle de fig. 10, mais montrant les pièces lorsqu'un taquet a été effacé en restant toutefois retenu par le verrou. Le mécanisme représenté en fig. 1 à 5 comprend une bague fixe 1 susceptible d'être rendue rigidement solidaire du bati de l'appareil électrique considéré par tous moyens appropriés, par exemple par des oreilles latérales telles que la (fig. 2). A cette bague vient se fixer une bride 2a prévue à l'extrémité d'un manchon 2 propre à jouer le rôle d'enveloppe protectrice. Contre la face opposée de la bague 1 est disposée une cloison 3 qui porte en son centre un palier 4, par exemple à rouleaux, dans lequel tourne une douille 5 à alésage carré. La bague 1 est bien entendu concentrique à l'axe du palier. La douille 5 est traversée par l'axe carré 6 d'un interrupteur ou commutateur. On a très schématiquement indiqué en 7 les contacts mobiles portés par l'axe 6. Sur l'axe 6 et à l'intérieur du manchon 2 est calé un moyeu 8a solidaire du fond plat 8b d'une cuvette cylindrique 8. Le moyeu 8a est prévu relativement long et sur sa périphérie cylindrique est montée à rotation libre une douille 9 solidaire de l'organe de commande que, pour simplifier, l'on a supposé constitué par une manette 9a. La douille 9 porte une ailette radiale 9b et cette dernière porte à son tour deux doigts latéraux 9c, 9d (voir fig. 2) orientés transversalement par rapport à l'axe et qui dépassent notablement sur l'une et l'autre de ses faces. La paroi cylindrique 8c de la cuvette 8 est découpée de deux fentes transversales s'étendant sur un peu plus de 900, l'une 8d étant située prèsdu fond 8b, l'autre 8e vers l'extrémité opposée de cette paroi. Comme montré dans la vue en plan de fig. 3, qui représente la cuvette 8 à l'état isolé, les deux fentes partent en sens inverse d'un point situé à une faible distance a respectivement d'un côté et de l'autre d'un même plan radial A-A, cette distance a étant à peu près égale à l'épaisseur de l'ailette 9b.D'autre çart sur la périphérie de la cuvette 8 est monté un ressort héli cotidal 10 (fig. t) propre à travailler à la torsion et dont les extrémités rabattues'îOa et lOb sont engagées dans les fentes pré- citées, ce ressort étant précontraint de manière que ses extrémités se trouvent appliquées par la réaction ainsi réalisée contre les extrémités desdites fentes les plus rapprochées du plan A-A. L'ailette 9b est disposée au montage entre ces deux extrémités lOa, lOb du ressort 10, comme le montre bien fig. 2. Le fond 8b est creusé sur sa face extérieure par rapport à la cuvette 8 de deux rainures 8f, 8g (fig. 4) à section rectangulaire, parallèles l'une à l'autre et équidistantes d'un mème plan diamétral (plan vertical en fig. 4). Ces rainures ne débouchent sur la périphérie\du fond 8b qu'a l'une de leurs extrémités, d'un même côté par rapport au plan diamétral perpendiculaire au précédent. Dans lesdites rainures coulissent deux taquets plats 11, 12 sollicités par des ressorts 13, 14 prenant appui contre l'extrémité non débouchante des rainures. On notera que les taquets 11, 12 sont retenus dans les rainures par la cloison fixe 3.D'autre part chacun d'eux comporte un talon lita, 12a, qui traverse une fenêtre allongée 8h, Si découpée dans le fond 8b pour dépasser à l'intérieur de la cuvette 8 et se trouver sur le trajet de l'un des doigts 9c, 9d. Fig. 5 montre bien l'agencement des taquets, de leurs ressorts et de leurs talons. Ainsi qu'on peut le voir en fig. 4, la bague fixe 1 est découpée intérieurement de quatre dépressions lb, lc, ld, le, qui déterminent entre elles des dents intermédiaires If, lg, lh, li comportant des flancs notablement obliques par rapport à leur rayon moyen. Comme montré, les choses sont agencées de manière que les extrémités des taquets 11, 12 puissent venir se loger dans une même dépression (dépression lb en fig. 4), contre les flancs des deux dents 1f et 1i qui limitent celle-ci, ces flancs étant profilés en conformité avec le bord latéral des taquets. Le fonctionnement est le suivant On supposera que le mécanisme est au repos à la position représentée en fig. 1, 3, 4 et 5. Si l'on manoeuvre la manette Sa dans le sens dextrorsum pour un opérateur se trouvant en face du mécanisme (soit donc à droite en fig. 1), on entrante la douille 9 et l'ailette 9b déplace à son tour l'extrémité lOb du ressort, comme montré fig. 6.Toutefois la cuvette 8 ne peut tourner car son fond 8b est bloqué par le taquet 12 dont l'extrémité prend appui contre la dent lf (il est facile de voir qu'en raison du fait que le taquet 12 est déporté vers la droite par rapport à l'axe de rotation, la composante qui tend à repousser le taquet vers le bas est faible et ne peut vaincre les forces de frottement contre les parois de la rainure 89). Mais quand la manette 9a a tourné d'un peu moins de 900, le doigt 9d vient au contact du talon 12a du taquet 12 en abaissant celui-ci qui se dégage de la dent 1f (voir fig. 7). Dès que ce dégagement est total, la cuvette 9 est libérée et elle obéit au ressort 10 qui l'entraîne dans le sens dextrorsum avec l'axe carré 6 et les contacts 7 de fig. 1.Au cours de cette phase de rotation le taquet Il rencontre bien la dent if (fig. 8), mais comme il est déporté par rapport à l'axe en sens inverse du taquet 12, la composante centripète que cette dent lui impose est très importante vis à vis des forces de frottement, de sorte que ledit taquet s'enfonce dans sa rainure et ne bloque pas le mouvement. La rotation de l'équipage commandé 8-6-7 s'arrête dès que le taquet 127 maintenant libéré de l'action du doigt 9d, rencontre la dent suivante lg, comme montré fig. 9. En d'autres termes l'axe 6 a alors tourné exactement de 900. On comprend que le mécanisme étant symétrique, l'on aurait obtenu le même fonctionnement si l'on avait actionné la manette 9a dans le sens sinistrorsum. De même quand on est arrivé à la position de fig. 9, on se retrouve dans les mêmes conditions qu'en fig. 2, et lton peut donc obtenir une nouvelle rotation brusque de 900 de l'équipage commandé dans un sens ou dans l'autre. Comme il résulte des explications qui précèdent, pour faire fonctionner l'appareil commandé, tel que l'interrupteur ou commutateur 7 de fig. 1, il faut faire tourner la manette 9a d'un quart de tour, soit à la main, soit par l'intermédiaire d'un servo-moteur. Si l'appareil 7 doit fonctionner en urgence, par exemple s'il a pour but de relier une installation sélectivement à l'une ou l'autre des deux lignes, la première jouant le rôle de ligne principale et la seconde de ligne de secours, on conçoit quton ne puisse compter sur une manoeuvre manuelle.D'autre part un actionnement par servomoteur peut évidemment être déclenché par le moyen de relais appropriés détectant la défaillance de la ligne principrale, mais un tel servo-moteur ne peut agir de façon très rapide alors qu'il serait très important que la commutation soit quasi-instantanée Dans ce cas, conformément à l'invention, l'on prévoit dans la dent à partir de laquelle onmeut obtenir le fonctionnement déclen bhe, savoir la dent lf en fig. 10, une rainure radiale centrale li dans laquelle on faix coulisser un verrou 15 dont l'extrémité extérieure porte un galet 16. Par ailleurs on dispose sur un prolonge ment (non figuré) de la cloison 3 un axe 17 sur lequel on monte à rotation libre une dent 18 contre laquelle le galet 16 peut venir buter.L'extrémité de cette dent tournée vers le galet 16 comporte une partie 18a à profil concentrique à l'axe 17 et une partie en dépression 18b. Un ressort de rappel 19 maintient normalement la dent au contact d'une butée 20 disposée de manière que ladite dent présente alors au galet 16 sa partie concentrique 18a. Par ailleurs il est prévu un électro-aimant d'actionnement 21 dont l'armature mobile 22 peut venir agir sur la dent 18 à l'encontre du ressort 19. Le fonctionnement est le suivant : ~ ~ ~ ~ On supposera que le mécanisme se trouve à la position de repos correspondant à fig. 1 et 2 de la forme d'exécution precédente à l'exception d'une part de la présence du verrou 15, d'autre part du fait que la manette 9a est remplacée, par exemple, par un servo-moteur agissant par l'intermédiaire d'une vis sans fin irréversible. On met en marche le servo-moteur en l'arrêtant (par le moyen de micro-contacts ou autrement) dès que la douille 9 a tourné de 900. Dans ces conditions le doigt 9d fait bien reculer le taquet 12, comme précédemment ; mais si celui-ci échappe bien à la dent If, il reste retenu par le verrou 15, sa course d'enfoncement étant insuf-: fisante. On arrive donc à la position représentée-en fig. 11. Le servo-moteur est arrêté et cependant le mécanisme reste enclenché. Certes le taquet 12 tend à repousser le verrou 15, mais celui-ci est arrêté par la partie 18a de la dent 18 qui constitue butée. ; Pour réaliser le déclenchement, il suffit d'exciter un instant il'électro-aimant 21 qui fait pivoter la dent 18, laquelle libère le galet 16 en permettant au verrou 15 de s'effacer. Comme dans la première forme d'exécution l'axe carré 6 tourne alors brusquement de 900. L'on peut évidemment prévoir un verrou 15 au droit de plusieuris -dents si on le désire. Il est possible d'agencer des contacts auxi liaires qui commandent automatiquement le servo-moteur quand on se trouve à une position déterminée, par exemple pour le faire tourner de 900 (rapportés à la douille 9) dans le sens dextrorsum lorsque mécanisme est à la position de fig. 2, puis de 90Q dans le sens sinistrorsum quand il est à celle de fig. 9, etc... Il est important de noter que la disposition suivant l'invçntion maintient entièrement la caractéristique de mouvement brusque du mécanisme. En effet 10) Cette caractéristique joue à plein quand l'organe commandé (cuvette 9) est arrêté par un taquet Il ou 12 butant contre une autre dent que celle lf qui comporte le verrou 15. 20) Même en ce qui concerne cette dent lf, si pour une raison quelconque on ne désire pas le fonctionnement déclenché par l'électro-aimant 21, l'on peut effacer en permanence la dent 18 pour revenir au fonctionnement usuel du mécanisme. - En résumé l'invention permet de faire fonctionner au déclenché ment un mécanisme à mouvement brusque du type sus-mentionné, en co4- servant autrement toutes ses possibilités. I1 doSt-diiailleurs être entendu que la description qui p n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits pour tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Mécanisme à mouvement brusque avec organe de commande et organe commandé reliés l'un à l'autre par un ressort, tandis qu'il est prévus des moyens pour empêcher l'organe commandé de suivre l'organe de commande pendant la plus grande partie de la course de celui-ci, lesdits moyens s'effaçant vers la fin de cette course en permettant au ressort d'agir pour déplacer brusquement l'organe commandé, du genre dans lequel les moyens bloquant l'organe commandé sont constitués d'une part par au moins un taquet coulissant dans cet organe suivant une direction transversale et repoussé vers l'ex- térieur de celui-ci par un ressort,- d'autre part par une bague fixe entourant ledit organe commandé et qui comporte des dents intérieures susceptibles de coopérer avec le taquet, ce dernier étant rappelé vers l'intérieur par l'organe de commande en fin de course de celuici, de manière à libérer l'organe commandé, caractérisé en ce qu'à l'une au moins des dents de la bague fixe est associé un verrou à coulissement radial, susceptible d'être enfoncé intérieurement à un point tel qu'il s'oppose au passage du taquet arrêté par cette dent quand celui-ci a été abaissé en fin de course de l'organe de commande, de manière à ce que ce dernier, convenablement retenu en fin de course, puisse être utilisé comme organe d'enclenchement du mécanisme, tandis qu'il est prévus des moyens pour effacer le verrou quand on désire provoquer la rotation brusque de l'organe commande. 2. Mécanisme suivantwla revendication 1, caractérisé en ce que le verrou est agencé de manière à être normalement repoussé vers l'extérieur par le taquet, son déplacement étant arrêté par le moyen d'une butée effaçable. 3. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, du genre comprenant deux taquets disposés parallèlement l'un à l'autre de part et d'autre de l'axe de rotation de l'organe commandé, ces deux taquets coopérant avec deux dents de la couronne fixe pour retenir ledit organe dans un sens et dans l'autre, caractérisé en ce que le verrou coulissant est prévu de manière à pouvoir coopérer avec l'un ou l'autre des deux taquets suivant le sens dans lequel l'organe commandé est sollicité par l'organe de commande.