Brevet FR2622045A1 — publié le 19890421

MECANISME DE VERROUILLAGE DE L'ORGANE DE MANOEUVRE D'UN INTERRUPTEUR ELECTRIQUE. L'invention a pour objet un mécanisme de verrouillage de l'organe de manoeuvre d'un interrupteur électrique, en parti- culier d'un interrupteur moyenne tension. L'organe de manoeu- vre est classiquement du type à ressort. Le mécanisme de verrouillage comprend un premier levier commandé par un galet de commande; une bielle de liaison dont une extrémité est reliée au premier levier; et un second levier qui est tourillonné sur l'autre extrémité de la bielle de liaison au voisinage d'une de ses extrémités et sur un arbre au voisi- nage de son autre extrémité, l'extrémité du second levier, à proximité de la bielle de liaison, étant verrouillée derriè- re une clavette rotative dans la position de fermeture de l'interrupteur lorsqu'il est pivoté autour de l'arbre. La fonction de l'organe de manoeuvre à ressort d'un interrup- teur électrique est d'effectuer un mouvement rapide de contact entre les contacts de l'interrupteur lorsque l'ordre de fermeture ou d'ouverture a été reçu. Les mouvements de l'organe de manoeuvre à ressort sont effectués au moyen de l'énergie emmagasinée dans les ressorts. L'interrupteur est maintenu en position de fermeture au moyen d'un moyen mécanique de verrouillage. Normalement, des efforts engendrés par les ressorts de liaison d'ouverture 2- sont exercés sur ce moyen de verrouillage. Un autre disposi- tif de verrouillage mécanique reçoit les efforts engendrés par le ressort de liaison de fermeture. En pratique, ce dernier moyen de verrouillage peut être réalisé de manière relativement facile. Le premier dispositif de verrouillage appelé verrouillage côté ouverture présente, pour fonction- ner de manière sûre, des difficultés de construction consi- dérablement plus grandes, car il doit se déplacer rapidement et s'arrêter sur une courte distance à l'étape de verrouil- lage. Ceci entraîne souvent un rebondissement, ce qui signifie en pratique que le dispositif de verrouillage ne fonctionne pas comme il faut. Dans des solutions antérieures du genre décrit ci-dessus, on a essayé d'empêcher un rebondissement au moyen de divers mécanismes de réglage et de l'utilisation de matières d'amortissement adéquates dans les moyens de limitation. La fonction des moyens de limitation est d'empêcher un déplace- ment excessif de l'extrémité du second levier qui doit être verrouillée derrière la clavette rotative, c'est-à-dire d'empêcher que l'extrémité du second levier glisse au-delà du point mort du joint universel. Les forces importantes des ressorts de connexion de l'inter- rupteur sont diminuées au moyen de divers leviers de trans- mission et de joints universels jusqu'à un point o la commande de l'interrupteur peut être effectuée au moyen d'électro-aimants possédant une force d'attraction ou de répulsion de quelques dizaines de Newtons. Etant donné que les joints universels fonctionnent en général à proximité du point mort, le moyen limiteur doit être positionné très près de la clavette rotative. Pour cette raison, des erreurs de mesure et des phénomènes d'usure, même insignifiants, entraînent des situations o le joint universel ne se dépla- ce pas sur une distance suffisante ou appuie fortement sur le moyen limiteur. Dans les solutions antérieures, on a essayé de résoudre ces problèmes également au moyen de divers réglages. - 3 - La présente invention a pour but d'éviter les problèmes ci- dessus et de réaliser un mécanisme de verrouillage du genre décrit au début, dans lequel des petites erreurs de mesure et des phénomènes d'usure mineurs n'affectent pas le fonc- tionnement du mécanisme et dans lequel on supprime le rebondissement. Ce but est atteint grâce au fait que le premier levier et la bielle de liaison sont reliés entre eux par un organe élastique et que le mécanisme comprend des moyens de blocage du mouvement normal du premier levier afin de réaliser un mouvement souple, le rayon du galet de commande étant choisi de manière à provoquer un mouvement au-delà du point de verrouillage. L'idée de base de l'invention est donc de commander le mouvement du mécanisme de verrouillage et de le limiter au moyen de moyens de verrouillage, du galet de commande et de l'organe élastique, de manière à ce que les effets d'erreurs de mesure soient compensés par le mouvement élastique, et qu'aucun limiteur ne soit nécessaire pour limiter le mouve- ment de l'extrémité du levier qui doit être bloquée derrière la clavette rotative. Il est donc possible, au moyen de la solution de l'inven- tion, de supprimer toutes les opérations de réglage requises dans les mécanismes antérieurs. Par la suite, l'invention sera décrite plus en détail en se référant aux exemples illustrés dans les dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique du mécanisme de verrouillage selon l'invention lorsque l'interrupteur est dans la position d'ouverture; La figure 2 illustre le mécanisme de verrouillage dans une situation -o le mouvement de commande s'est poursuivi jusqu'à un point o le mouvement élastique a eu lieu; et 4 - La figure 3 illustre une situation o la commande effectuée par le galet de commande a été exécutée et o l'interrupteur est prêt à être amené dans la posi- tion d'ouverture. Dans la figure 1, une bielle de liaison angulaire 2 est reliée au premier levier 1 et l'autre extrémité de la bielle est tourillonnée au moyen d'une broche 6 au voisinage d'une extrémité 4a d'un second levier 4. Près de son autre extré- mité, le levier 4 est tourillonné sur l'arbre 14. Le levier 1 et la bielle 2 sont reliés entre eux au moyen d'un ressort 3, la broche 6 étant ainsi portée par la pointe 5 du levier 1 entre la bielle 2 et le levier 4. Le levier 1, la bielle 2, le ressort 3 et le levier 4 forment un joint universel élastique. Le levier 1 est relié par une articulation à un troisième levier 11 de forme quasi-triangulaire qui est tourillonné sur un arbre 13 et auquel est relié un ressort de liaison d'ouverture 15, une extrémité de ce ressort 15 étant positionnée en un point fixe Pi. Le levier 11 est cinématiquement relié à un contact lia, comme il a été illustré schématiquement dans la figure. Le mécanisme comprend en outre un galet de commande 9 qui pivote autour de l'axe 9a et qui est illustré dans la figure 1 alors que le ressort de fermeture 10 est tendu. Le galet de commande 9 est verrouillé au moyen d'une patte 8 et d'une clavette rotative 7. La figure 1 montre, en outre, une clavette rotative 16 et un ressort de rappel 17 de celle-ci. L'extré- mité libre 4a du levier 4 est bloquée derrière la clavette rotative 16 dans la position de fermeture de l'interrupteur lia de la manière décrite ci-dessous. On décrira maintenant le fonctionnement du mécanisme de verrouillage selon l'invention en se référant à toutes les figures 1 à 3, à commencer par la figure 1. Comme indiqué ci-dessus, la figure 1 montre l'interrupteur dans la position d'ouverture, le ressort de fermeture 10 étant tendu. Lorsque l'interrupteur lla est commandé dans la -5- direction de fermeture, la clavette rotative 7 relâche la patte 8, provoquant ainsi la rotation du galet de commande 9 en sens horaire dans la direction de la flèche A, sous l'influence du ressort de fermeture 10. En tournant, le galet de commande 9 appuie sur un rouleau 12 prévu dans le levier 1 forçant ainsi le mécanisme de verrouillage à pivo- ter par rapport aux axes 13 et 14. En même temps, le ressort d'ouverture 15 commence à se tendre. Lorsque le galet de commande 9 pivote, le mécanisme est poussé vers le bas, de manière à ce que le centre du rouleau 12 soit déplacé le long de la ligne B en traits interrompus montrée dans la figure 3. Dans le levier 1, il est prévu un évidement la, le déplacement d'un point P2 supposé de l'évidement étant indiqué par une ligne interrompue D. Le mouvement normal du mécanisme selon les lignes interrom- pues Bet D se poursuit librement jusqu'à ce que l'évidement la passe pardessus l'axe 14 à un moment donné. Ce faisant, la forme du bord dirigé "vers le haut" de la partie arrière de l'évidement la contraint le levier 1 à être pivoté par rapport à la bielle 2 lorsque le galet de commande 9 conti- nue à pousser le mécanisme vers le bas, ce qui a pour résul- tat que l'extrémité 5 du levier 1 est relâchée de la broche 6 et que le ressort 3 est tendu. Cette situation est illus- trée dans la figure 2 o l'évidement la a été déplacé au- delà de l'axe 14 et la broche 6 et l'extrémité 5 du levier 1 ont été séparées l'une de l'autre, ce qui a provoqué l'allongement du ressort 3. Cette situation est maintenue jusqu'à ce que le rouleau 12 a entièrement traversé le galet de commande 9. Lorsqu'il a atteint la position de la figure 2 qui est illustrée par la ligne interrompue C de la figure 1, le levier 4 a dépassé la clavette rotative 16, qui a maintenant largement le temps de retourner, en pivotant, à sa position initiale, sous l'action du ressort de rappel 17. Le profil de came du galet de commande 9 est choisi de manière à ce qu'il provoque un mouvement plus étendu que -6- celui requis pour faire passer le levier 4 derrière la clavette rotative 16. Ce mouvement excédentaire, ainsi que l'effet de verrouillage de l'évidement, engendre et main- tient un mouvement souple; en d'autres termes, il provoque l'établissement d'un intervalle entre l'extrémité 5 du levier 1 et la broche 6. Par conséquent, les erreurs de mesure et l'usure modifient seulement la dimension de l'intervalle, c'est-à-dire l'allongement du ressort, mais n'affectent pas le fonctionnement du mécanisme de verrouil- lage lui-même. La figure 3 montre un situation dans laquelle le galet de commande 9 a déjà été pivoté entièrement depuis la position de la figure 2 au-delà du rouleau 12, le ressort 3 ayant tiré la broche 6 de nouveau dans une position de butée contre l'extrémité 5 du levier 1 et l'extrémité 4a du levier 4 vers une position de butée contre la clavette rotative 16. L'interrupteur lla est alors prêt à être commuté dans la position d'ouverture. Les inconvénients des solutions antérieures, tels que le risque de rebondissement et les effets d'erreurs de mesure et les réglages que cela entraîne, peuvent ainsi être supprimés au moyen du mécanisme décrit cidessus. Même si l'invention a été décrite ci-dessus en se référant à l'exem- ple illustré dans les dessins annexés, il est évident qu'elle ne se limite pas à cet exemple, mais peut être modifiée dans le cadre de l'idée inventive définie dans les revendications annexées. Ainsi, par exemple, le levier 1 ne doit pas être nécessairement "bloqué" dans l'axe 14; on peut utiliser un dispositif de verrouillage ou de limitation séparé pour bloquer le mouvement normal du levier 1 à un moment déterminé du mouvement de commande du galet 9. -7- Revendications 1. Mécanisme de verrouillage pour l'organe de manoeu- vre d'un interrupteur électrique, en particulier d'un inter- rupteur moyenne tension, comprenant: - un premier levier (1) commandé par un galet de commande (9), - une bielle de liaison (2) dont une extrémité est reliée au premier levier (1),,et - un deuxième levier (4) tourillonné sur l'autre extrémité de la bielle de liaison (2) au voisinage d'une de ses extrémités (4a) et sur un axe (14) au voisinage de son autre extrémité, l'extrémité (4a) du.deuxième levier (4) située au voisinage de la bielle de liaison (2) étant bloquée derrière une clavette rotative (16) dans la position de fermeture de l'interrupteur lorsqu'elle est pivotée autour de l'axe (14), caractérisé en ce que: - le premier levier (1) et la bielle de liaison (2) sont reliés entre eux au moyen d'un organe élastique (3), et en ce que: - le mécanisme comprend des moyens (14, la) qui bloquent le mouvement normal du premier levier (1) afin de lui faire effectuer un mouvement souple, - le profil de came du galet de commande (9) a été choisi de manière à engendrer un.mouvement au-delà du point de verrouillage. 2. Mécanisme de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe élastique est un ressort (3). 3. Mécanisme de verrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent un évidement (la) formé dans le premier levier (1), cet évidement étant déplacé au-dessus de l'axe (14).