Brevet FR2509087A1 — publié le 19830107

Dispositif de commande mécanique pour interrupteur électrique La présente invention concerne un dispositif de commande mécanique d'un interrupteur électrique, en particulier d'un interrupteur électrique à haute tension. Les interrupteurs électriques à haute tension, nécessitent une manoeuvre brusque, à l'ouverture pour assurer l'extinction rapide de l'arc, et à la fermeture afin d'assurer un pouvoir de fermeture sur court-circuit. Ceci est généralement obtenu par des dispositifs à passage de point mort ; mais il peut être nécessaire, par exemple dans le cas d'interrupteur utilisé pour le pasage d'une source sur une autre, de disposer d'un interrupteur prêt à s'ouvrir ou prêt à se fermer, la manoeuvre étant obtenue électriquement grâce à l'action d'un électro-aimant.De ce fait, l'interrupteur possède deux dispositifs d'accrochage ou serrures - une serrure pour l'ouverture qui maintient l'interrupteur fermé alors qu'un ressort-d'ouverture préalablement bandé tend à ouvrir l'appareil - une serrure pour la fermeture qui maintient l'interrupteur ouvert alors qu'un ressort de fermeture préalablement bandé tend à fermer l'appareil. Ces deux serrures sont souvent constituées de pièces identiques, non solidaires ; certaines pièces (cliquetis) s'effacent près de la fin de course et doivent revenir très rapidement en position de repos pour bloquer le mouvement ; ce rappel est obtenu par des ressorts, mais ces constructions nécessitent des surfaces en contact au niveau de la serrure en aciers spéciaux, rectifiées et durcies afin de supporter, sans déformation appréciable, les chocs dus aux manoeuvres et de réduire les frottements. Par ailleurs, ces dispositifs peuvent conduire à des ratés d'accrochage par suite du retour trop lent du cliquet après son effacement. Selon la présente invention, la même serrure sert à l'ouver- ture et à la fermeture et la disposition relative des bielles et des manivelles autorise pour un même effort au niveau de la serrure des couples de manoeuvre différents, à l'ouverture et à la fermeture. De plus toutes les pièces en mouvement sont solidaires et c'est le mouvement de l'interrupteur dans la deuxième partie de sa course qui entraîne les pièces d'accrochage vers leur position de repos. Ceci réduit le nombre de pièces et simplifie leur usinage. L'invention a pour objet un dispositif de commande mécanique d'un interrupteur électrique à haute tension comprenant un arbre principal, tournant d'une fraction de tour, alternativement dans un sens pour l'ouverture et en sens inverse pour la fermeture, sous l'action d'au moins un ressort préalablement bandé et entraînant des contacts mobiles de l'interrupteur, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme d'accrochage unique pour les opérations d'ouverture et de fermeture comprenant une genouillère maintenue et guidée par un balancier entraîné par une bielle articulée sur une manivelle montée sur l'arbre principal. Dans un mode préféré de réalisation l'arbre principal et les axes d'extrémités de la genouillère sont alignés. Lorsque les couples à l'ouverture et à la fermeture sont différents les angles a et a' formés par le balancier ou son prolongement et la bielle d'entraînement dans les deux positions extrêmes sont tels que l'effort sur la genouillère reste le même dans les deux positions de l'interrupteur. L'invention sera bien comprise par la description donnée ciaprès d'un mode préféré de réalisation, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure unique est un schéma du dispositif de commande mécanique conforme à l'invention. Dans la figure, la- référence 1 désigne l'arbre du mécanisme qui entraîne les pièces mobiles (contacts mobiles) de l'interrupteur non représentées et qui peut tourner d'une fraction de tour dans un mouvement alternatif dans un sens pour la fermeture en sens inverse pour l'ouverture. Au moins un ressort, non représenté, sollicite la rotation de cet arbre. Sur cet arbre est fixée une manivelle 2. L'arbre peut tourner de l'angle A. A l'extrémité de la manivelle 2 est articulée une bielle 4 au moyen d'un arbre 3. L'autre extrémité de la bielle 4 porte un arbre 5 sur lequel est monté un balancier 6 qui peut tourner autour d'un axe 7 fixé sur le châssis de la commande de l'interrupteur. Les axes du balancier 6 et de la bielle 4 forment un angle a en haut et un angle a' en bas. (prolongement de l'axe du balancier et position basse de la bielle 4 représentés en tiretés). Sur l'arbre 5 s'articule également une biellette 8 premier élément d'une genouillère constituée aussi d'un arbre 9 et d'un bras 17 tournant autour d'un arbre 10 fixé au châssis. Un ressort 11 rappelle la genouillère contre une butée réglable 13 ; une masselotte 12 assure l'équilibrage dynamique des éléments 17 et 8, rendant la genouillère insensible aux vibrations. Un électro aimant 14 et des contacts 15 de fin de course, liés mécaniquement à l'arbre 1 coupent le circuit de ltélectro-aimant, en fin de manoeuvre et inversent le circuit pour assurer une différenciation des circuits d'ouverture et de fermeture. La genouillère présente un angle b entre l'axe de la biellette 8 et l'axe joignant les arbres 5 et 10. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : L'interrupteur est ouvert ; un ressort, non représenté, applique un couple à l'arbre 1 mais celui-ci ne peut tourner, car ce couple CF applique un effort F1 dirigé dans l'axe de la bielle 4 ; cet effort de décompose en deux efforts perpendiculaires, l'un, non moteur, dirigé vers l'axe 7, l'autre qui applique un couple C2 sur le balancier 6 ; ce couple, transmet par la biellette 8 et la pièce 17 un effort sur la butée 13 qui, s'additionnant à l'effort du ressort 11, devra être vaincu par l'électro-aimant 14 lors de l'impulsion sur lui. L'effort sur la butée 13 dépend en particulier des angles a et b. Si b reste constant l'effort croit avee l'augmentation de l'angle a. On peut déterminer a et b afin d'avoir une serrure fiable avec des efforts faibles jusqu'à rupture de la genouillère. L'électro-aimant étant excité, le noyau vient frappper la genouillère et sous fraction des couples CF et C2 l'arbre 1 tourne ; l'interrupteur se ferme. Dans la deuxième partie de sa course, la manivelle 2 ramène le balancier 6 à sa position d'origine et la genouillère dans sa position d'accrochage. La manoeuvre manuelle est possible, par exemple en agissant par poussoir sur le noyau de ltélectro-aimant. Pour la manoeuvre d'ouverture, le ressort de déclenchement est bandé et tend à faire tourner 11 arbre 1 en appliquant le couple CO dans le sens de la flèche. Mais l'ensemble est bloqué par la serrure ; l'opération d'ouverture est la même que celle de fermeture au niveau de la genouillière 8, 17 et du balancier 6. Un ressort de rappel 16 peut être éventuellement ajouté pour aider au retour du balancier 6 à sa position initiale et diminuer si nécessaire l'effort sur ltélectro-aimant. Le ressort de rappel 11 assure le retour de la genouillère et son maintien sur la butée 13. Ainsi, en fin de manoeuvre d'ouverture ou de fermeture l'appareil est accroché avant bandage du ressort d'ouverture ou de fermeture, bandage nécessaire pour la manoeuvre suivante. Si les couples d'ouverture CO et de fermeture CF sont égaux, les angles a et a' sont égaux ; les arbres 1, 5 et 10 sont alignés sur le même axe géométrique G qui est la bissectrice de l'angle A, comme représenté dans la figure. Si, à l'inverse, les couples CO et CF sont différents, et afin de garder le même effort d'accrochage au niveau de la genouillère, on peut obtenir des angles a et a' différents en diminuant l'angle correspondant au couple le plus élevé. Ceci est obtenu en désalignant les arbres 1, 5 et 10, le balancier restant perpendiculaire à la droite joignant les arbres 5 et 10 ; la bissectrice de A passe alors par 1 et 5 mais pas par l'arbre 10. Le dispositif selon l'invention présente plusieurs avantages - les mêmes pièces réalisent la fonction d'accrochage, à la fermeture et à l'ouverture, - les pièces de la serrure restent solidaires entre elles au cours du mouvement du mécanisme, le rappel en position étant obtenu principalement par ce mouvement du mécanisme lui-même, - les pièces ne présentent pas de surfaces rectifiées en acier traité, mais ce sont des manivelles, des bielles et des arbres. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de commande mécanique d'un interrupteur électrique à haute tension comprenant un arbre principal, tournant d'une fraction de tour, alternativement dans un sens pour l'ouverture et en sens inverse pour la fermeture, sous l'action d'au moins un ressort prealablement bandé et entraînant des contacts mobiles de l'interrupteur, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme d'accrochage unique pour les opérations d'ouverture et de fermeture comprenant une genouillère (8, 17) maintenue et guidée par un balancier (6) entraîné par une bielle (4) articulée sur une manivelle (2) montée sur l'arbre principal (1). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les angles a et a' formés par le balancier (6) ou son prolongement et la bielle (4) d'entraînement dans ses deux positions extremes sont égaux, l'arbre principal (1) et les arbres d'extrémités (5, 10) de la genouillère (8, 17) étant alignés. 3/ Dispositif selon la revendications 1, caractérisé en ce que lorsque les couples d'ouverture et de fermeture sont différents, les angles a et a' formés par le balancier (6) ou son prolongement et la bielle (4) d'entraînement dans les deux positions extrêmes sont tels que l'effort sur la genouillère (8, 17) reste le même dans les deux positions de l'interrupteur, l'arbre principal (1) et les arbres d'extrémités (5, 10) de la genouillère (8, 17) formant un angle obtus.