Brevet FR2715766A1 — publié le 19950804

VERROU DE MAINTIEN MUNI D'UN MECANISME DE BLOCAGE La présente invention se rapporte à un verrou de main- tien comprenant une coulisse de commutation mobile au moyen d'une manette d'actionnement, en vue d'un enclenchement et d'un déclenchement; un levier d'appui qui peut être entraîné par la- dite coulisse, peut pivoter par une extrémité autour d'un axe fixe et coopère, par son autre extrémité, avec un système d'encliquetage; un système à genouillère dont la solidarisation articulée est assurée, entre des leviers d'articulation supé- rieur et inférieur, par l'intermédiaire d'un axe d'articula- tion, système dont le levier supérieur d'articulation est arti- culé sur le levier d'appui, et dont le levier inférieur d'arti- culation est articulé sur un porte-contacts relié à un arbre de commutation et pourvu de pièces mobiles de commutation; un res- sort d'entraînement interposé entre la coulisse de commutation et l'axe d'articulation, et agissant sur le système à genouil- lère; ainsi qu'un levier d'inversion de commande, s'opposant à un transfert de la manette d'actionnement à la position de dé- clenchement lors d'un blocage des pièces mobiles de commutation dans la position d'enclenchement, par suite d'une adhérence mu- tuelle. Des verrous de maintien, équipés d'une manette de bloca- ge s'opposant à un transfert de la manette d'actionnement à la position de déclenchement, en cas de blocage de la pièce mobile de commutation dans la position d'enclenchement, sont par exem- ple connus d'après le modèle d'utilité DE-U-8 023 509 ou le bre- vet DE-C-30 33 213, ou d'après le brevet US-A-4 165 453. Conformément aux règles strictes en matière de sûreté, la manette d'actionnement d'un interrupteur ou d'un verrou de maintien ne doit pas être amenée à la position de mise hors fonc- tion, lorsque les contacts restent soudés, de façon à interdire un verrouillage de l'interrupteur dont les contacts sont restés soudés. L'invention a pour objet un verrou de maintien du type précité, modifié de telle sorte que la coulisse de commutation n'atteigne plus la position de mise hors fonction lorsque les contacts sont restés soudés. Il convient simultanément de ga- rantir que la manette d'actionnement et la coulisse de commuta- tion atteignent cependant, dans tous les cas, la position de mise hors fonction lors du déclenchement normal, c'est-à-dire lorsque les contacts ne sont pas restés soudés l'un à l'autre. Conformément à l'invention, dans le verrou de maintien du genre susmentionné, cet objet est atteint par le fait qu'un levier respectif d'inversion de commande est monté rotatif sur le levier d'appui, de part et d'autre de ce levier d'appui, et est en liaison interactive par concordance de formes, par une zone, avec le levier supérieur d'articulation; et les leviers d'inversion de commande peuvent être entraînés, lors d'un mou- vement de la coulisse de commutation, de façon telle que l'in- version obligatoire de la commande du système à genouillère, y compris le dépassement du point de basculement des leviers d'articulation lors du déclenchement, s'opère suite à une ac- tion exercée par les leviers d'inversion de commande sur le levier supérieur d'articulation et que, lorsque les contacts restent soudés l'un à l'autre, la coulisse de commutation vien- ne buter contre l'arbre de commutation, sur le trajet situé en- tre le point de basculement et la position de mise hors fonc- tion, avant d'atteindre la position de mise hors fonction. Conformément à l'invention, le point de basculement "mise hors fonction" du verrou de maintien est commandé au moyen des leviers d'inversion de commande, plus précisément de telle sorte que la coulisse de commutation vienne buter contre l'ar- bre de commutation lorsque les contacts restent soudés l'un à l'autre, avant d'atteindre la position de mise hors fonction, mais après dépassement du point de basculement. De ce fait, le verrou de maintien dont les contacts sont demeurés soudés ne peut pas être amené à la position de mise hors fonction, de même qu'il ne peut également pas être arrêté dans cette position de mise hors fonction. Il est ainsi satisfait aux exigences de sûreté conformément à i'IEC 947 et à l'EN 60947. Simultanément, les leviers d'inversion de commande sont toutefois intégrés sur le trajet de la coulisse de commutation, de façon telle que, dans le cas de contacts non soudés, ladite coulisse puisse être déplacée jusqu'à la position de mise hors fonction, en fran- chissant le point de basculement, et que le verrou puisse être déclenché sans que ladite coulisse vienne s'appliquer contre l'arbre de commutation. Conformément à l'invention, le mécanisme de blocage est matérialisé par implantation de leviers d'inversion de com- mande dans la zone située entre la coulisse de commutation et le levier supérieur d'articulation, ce qui assure que le point de basculement du système à genouillère du verrou de maintien soit dans tous les cas dépassé, lors d'un mouvement de ladite cou- lisse en direction de la position de mise hors fonction, pour permettre ensuite, selon la position des pièces mobiles de com- mutation ouverte ou restée soudée -, un mouvement conjoint de la manette d'actionnement et de la coulisse de commutation jus- qu'à la position de mise hors fonction, ou bien uniquement jus- qu'à la venue en butée contre l'arbre de commutation, avec blo- cage de la position de mise hors fonction. La commande du point de basculement du système à ge- nouillère du verrou de maintien, en vue de l'actionnement de l'interrupteur, est respectivement assurée par le levier d'in- version de commande ou par les deux leviers d'inversion de com- mande qui sont disposés symétriquement sur le levier d'appui. Les leviers d'inversion de commande sont de préférence agencés à rotation, par exemple au moyen d'un rivet, sur le levier d'ap- pui qui peut à son tour pivoter, par une extrémité libre, autour d'un axe fixe. Les leviers d'inversion de commande font saillie par leurs extrémités libres au-delà du levier d'appui et for- ment, dans cette région, une surface de butée qualifiée de "sur- face opérante", destinée à coopérer avec une surface complé- mentaire correspondante de la coulisse de commutation; ainsi, lorsque ladite coulisse atteint une position déterminée, elle vient buter contre les leviers d'inversion de commande. Sur un côté diamétralement opposé vis-à-vis de la surface par laquelle les leviers d'inversion de commande viennent en butée contre la coulisse de commutation, lesdits leviers sont partiellement associés par concordance de formes, de manière à glisser le long du levier supérieur d'articulation, et ils comportent en outre, semblablement, une surface de butée qui, lorsque la coulisse atteint une position déterminée, vient additionnellement s'ap- pliquer contre le levier supérieur d'articulation afin de limi- ter le mouvement. Le système à genouillère qui est relié sur l'un des cô- tés, par l'intermédiaire du porte-contacts, aux pièces mobiles de commutation et à l'arbre de commutation, et est articulé par l'autre extrémité sur le levier d'appui, commande à son tour par l'intermédiaire du levier d'appui, lors d'un mouvement de la coulisse de commutation correspondant à la position du porte- contacts et de la pièce mobile de commutation, la position des leviers d'inversion de commande de telle sorte que, d'une part, le point de basculement du système à genouillère soit dépassé en permanence lors d'un mouvement à la position de déclenchement et que, d'autre part, en fonction de la position des pièces mo- biles de commutation, le mécanisme de blocage agisse par venue en butée de la coulisse de commutation contre l'arbre de commu- tation, ou bien la position de mise hors fonction puisse être atteinte. La coulisse de commutation présente, de préférence, une surface de butée ménagée solidairement et venant s'appliquer contre l'arbre de commutation lorsque les contacts restent sou- dés l'un à l'autre. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une illustration schématique en perspec- tive d'un verrou de maintien à l'état partiellement ouvert, dé- pourvu de boîtier; la figure 2 montre, en perspective, un détail du verrou de maintien selon la figure 1; la figure 3 est une représentation schématique en pers- pective du verrou de maintien selon les figures 1 et 2, à l'état bloqué ; la figure 4 est une vue en plan, à échelle agrandie, du levier d'inversion de commande; la figure 5 est une vue en plan, à échelle agrandie, de la coulisse de commutation; la figure 6 est une vue en plan, à échelle agrandie, du levier supérieur d'articulation; la figure 7 est une vue en plan, à échelle agrandie, du levier d'appui; et les figures 8 à 15 sont des illustrations schématiques, en coupe longitudinale, du verrou de maintien dans les diverses positions fonctionnelles du mouvement d'enclenchement et de déclenchement, en association avec un mécanisme de blocage. Un verrou de maintien 1, illustré par une perspective fragmentaire en plan sur la figure 1, est utilisé dans un inter- rupteur compact qui comporte, de manière classique, un boîtier non représenté comprenant une partie supérieure et une partie inférieure. Le verrou 1 est monté, dans la partie inférieure du boîtier, entre deux plaquettes de verrouillage 2 et 3. Une ma- nette d'actionnement 10, servant à l'enclenchement et au déclenchement manuels de l'interrupteur (contacts), fait saillie au-delà de l'ouverture de la partie supérieure du boîtier. La figure 1 montre la position de mise en fonction, c'est-à-dire la position de repos du verrou. Les mouvements d'enclenchement et de déclenchement sont respectivement symbolisés par la flèche P2 ou P1 sur la figure 1. La transmission du mouvement est assu- rée par une coulisse de commutation 11 de configuration en U (voir également la figure 3), qui est reliée rigidement à lama- nette d'actionnement. La coulisse 11 est montée à pivotement dans les plaquettes 2 et 3 et elle est alors guidée, par les ex- trémités libres 308 de branches qui sont pourvues d'un évide- ment semi-circulaire, sur un tourillon correspondant des pla- quettes 2 et 3 (voir également, à cet égard, la vue en plan de la coulisse de commutation selon la figure 5). Un levier d'appui 12, coiffé par la coulisse 11, est monté pivotant autour d'un autre axe fixe 13 s'étendant parallèlement à un arbre de commu- tation 23 (voir les figures 1, 2 et 3). Le levier d'appui 12 vient en prise par son extrémité libre 120, c'est-à-dire l'ex- trémité située à l'opposé du système de montage, avec un levier d'encrantage d'un système d'encliquetage 14 qui n'est pas dé- crit plus en détail, dans ce cas, car il fait partie de l'art an- térieur. Le système d'encliquetage peut, quant à lui, être ac- tionné par un déclencheur thermique et/ou magnétique. Un système à genouillère est articulé sur le levier d'appui 12 par un levier supérieur d'articulation 15 et un le- vier inférieur d'articulation 17, ces deux leviers étant reliés l'un à l'autre, avec mobilité, par l'entremise d'un axe d'arti- culation 16. Le levier supérieur 15 est monté à rotation sur le levier d'appui, par exemple au moyen d'un tourillon 32, tandis que le levier inférieur 17 est relié de manière rotative, par l'intermédiaire d'un tourillon 21, à un porte-contacts 22 (voir la figure 8) portant des pièces mobiles de commutation 24. Le porte-contacts 22 est, à son tour, relié rigidement à l'arbre de commutation 23, ledit porte-contacts 22 et ledit arbre 23 pou- vant pivoter conjointement autour d'un axe 28 monté fixe dans le boîtier. Les leviers d'articulation 15 et 17 sont soumis à l'ac- tion d'un ressort d'entraînement 19 qui est accroché entre l'extrémité supérieure de la coulisse de commutation 11 (voir le point d'accrochage 111 selon la figure 5) et l'axe d'articulation 16 (voir également la figure 8). La figure 8 est une coupe longitudinale schématique du verrou de maintien selon la figure 1, montrant plus précisément la position de mise hors fonction. Le boîtier est alors symbolisé par un bord supérieur 101, par un joint de séparation 102 et par un bord inférieur 103, représen- tant des lignes de référence. L'illustration de la figure 8 est décalée de 1800 par rapport aux illustrations des figures 1 à 3. Les pièces de contact, non visibles sur les figures 1 à 3, sont semblablement représentées de manière schématique sur la figu- re 8. L'arbre de commutation 23 (voir la figure 8) est monté dans la partie inférieure du boîtier, avec faculté de rotation autour de l'axe 28. Le porte-contacts 22, implanté sur l'arbre de commutation 23, comporte la pièce de commutation 24 qui est mobile grâce à des ressorts de contact non illustrés, et est pourvue d'un plot de contact 24a. Une pièce fixe de contact 25, logée dans la partie inférieure du boîtier, se trouve en vis-à- vis de la pièce mobile de commutation 24 et est semblablement munie d'un plot de contact 25a. La manette d'actionnement 10 est amenée à la position de déclenchement dans la direction de la flèche P1, en franchissant le point de basculement, les leviers d'articulation 15 et 17 étant alors rentrés. Or, il peut advenir que les plots de contact 24a et 25a de la pièce mobile de commutation 24 et de la pièce fixe de contact restent plus ou moins fortement soudés l'un à l'autre. Cela impliquerait un blocage de la pièce mobile 24 dans la position d'enclenchement. Dans une telle éventualité, le verrou de main- tien est muni d'un dispositif interdisant à la manette d'ac- tionnement 10, malgré le blocage de la pièce mobile de commutation, d'être amenée à la position de déclenchement dans la di- rection de la flèche P1, et d'être arrêtée dans cette position. Ce blocage du mouvement de la manette 10 est respectivement obtenu au moyen d'un ou de levier(s) 30 d'inversion de commande. Comme le mettent en évidence les figures 1, 2, 3 et 8, le levier d'inversion de commande repose sur le levier d'appui 12 auquel il est plus précisément fixé, à rotation, au moyen d'un rivet 31. Pour des raisons de symétrie, un levier 30 respectif est agencé de part et d'autre du levier d'appui 12 (voir la fi- gure 1). Le levier d'inversion 30 est ainsi disposé, sur le levier d'appui 12, entre le levier supérieur d'articulation 15 et l'axe fixe 13, de telle sorte qu'il coopère avec ledit levier supérieur 15, par concordance de formes, dans une région 309. Par ailleurs, le levier d'inversion 30 est configuré de façon à présenter une surface de butée 301 qui revêt la forme d'un men- tonnet et qui, dans une position déterminée du levier supérieur d'articulation 15, vient buter contre ce dernier et imprime audit levier d'inversion 30, par l'intermédiaire du levier supérieur d'articulation 15, un mouvement correspondant d'en- traînement ou de blocage. Les extrémités libres des leviers d'inversion 30 dépassent au-delà du levier d'appui 12 et comportent, sur leur côté tourné à l'opposé du levier supérieur 15, c'est-àdire également du côté tourné à l'opposé de la surface de butée 301 des leviers d'inversion, une autre surface de butée 300 venant en prise interactive avec une surface complémentaire correspondante 110 de la coulisse de commutation 11 lorsque cette coulisse occupe une position correspondante ou accom- plit, respectivement, un mouvement correspondant. Or, les le- viers 30 d'inversion de commande influencent le mouvement de la coulisse 11 et, par conséquent, de la manette d'actionnement 10 en fonction de la position considérée du porte-contacts 22, de l'arbre de commutation 23 et des pièces mobiles de commutation 24. Les leviers d'inversion 30 influencent le trajet de la cou- lisse 11 vers la position de mise hors fonction, de façon telle que, lorsque les plots de contact 24a et 25a sont soudés l'un à l'autre, ladite coulisse n'atteigne plus la position de mise hors fonction, si bien que le verrou de maintien ne peut égale- ment plus être verrouillé. Dans le cas o les plots de contact 24a et 25a sont soudés l'un à l'autre, la coulisse 11 vient buter contre l'arbre de commutation 23 (voir le point A de venue en bu- tée sur la figure 3) avant qu'elle atteigne la position de mise hors fonction. Pour permettre cette venue en butée, la coulisse 11 est réalisée pourvue d'un mentonnet de butée 302 correspon- dant (voir la figure 5). Dans ce cas, l'agencement du système à genouillère 15, 16, 17 et des leviers 30 d'inversion de commande, et le mouve- ment du porte-contacts 22, de l'arbre de commutation 23 et de la coulisse de commutation 11, sont mutuellement coordonnés de ma- nière que le point de basculement du système à genouillère af- fecté au verrou de maintien soit en permanence atteint, dans la direction "mise hors fonction", lors d'un mouvement de la ma- nette d'actionnement 10 dans la direction P1; que la position de mise hors fonction soit atteinte, selon la position des con- tacts, lorsque ces contacts ne sont pas soudés l'un à l'autre; et que la position de mise hors fonction ne soit pas atteinte lorsque lesdits contacts sont soudés l'un à l'autre. Les figures 8 à 15 montrent, schématiquement, les posi- tions fonctionnelles individuelles du verrou de maintien équi- pé d'un mécanisme de blocage au moyen de leviers 30 d'inversion de commande. Les trois pièces essentielles venant en prise in- teractive, c'est-à-dire la coulisse de commutation 11, le levier supérieur d'articulation 15, ainsi que le levier 30 d'inversion de commande, sont repérées par des hachures. Pour le reste, il s'agit d'une illustration et d'un dessin schéma- tiques. La figure 8 représente la position normale de mise hors fonction du verrou de maintien lorsque les contacts sont ouverts (les plots de contact 24a et 25a étant éloignés l'un de l'autre). Le ressort d'entraînement 19, interposé entre la cou- lisse de commutation et le système à genouillère, est illustré schématiquement. Dans la position de mise hors fonction selon la figure 8, le point de basculement est dépassé dans la direction de la f lè- che Pl et, lorsque la manette d'actionnement 10 est déplacée jusqu'à la position de mise hors fonction, alors que les con- tacts sont ouverts, le système se trouve à l'état armé. Dans la position ouverte de mise hors fonction des contacts, le levier d'inversion de commande et le levier supérieur d'articula- tion 15 disposent d'un espace de mouvement suffisant pour ame- ner ces derniers à la position illustrée sur la figure 9, le mou- vement de la coulisse de commutation 11 jusqu'à la position de mise hors fonction n'étant pas gêné au stade antérieur. La figure 10 montre la position de déclenchement, c'est- à-dire que la manette d'actionnement 10 et la coulisse de commu- tation 11 sont déplacées dans la direction de la flèche P2 vers la position de fermeture des contacts, à partir de la position de mise hors fonction, après que le verrou de maintien 1 a été armé conformément à la figure 9; le point de basculement est alors dépassé dans le sens de la fermeture (voir la figure 11). Le levier 30 d'inversion de commande n'entrave pas ce mouve- ment. Sur la figure 12, le mouvement d'enclenchement P2 est achevé et les contacts sont fermés (les plots de contact 24a et 25a reposent l'un sur l'autre). Le levier d'articulation 15 et le levier 30 d'inversion de commande sont parvenus à une posi- tion de coopération par concordance de formes. La figure 13 montre l'état dans lequel, lors d'un dé- clenchement et d'un mouvement de la manette d'actionnement 10 dans la direction P1, les plots de contact 24a et 25a restent soudés l'un à l'autre et dans lequel les porte-contacts 22, et par conséquent le système à genouillère, sont fermement retenus dans la position inférieure par l'intermédiaire du levier infé- rieur d'articulation 17. Le mouvement conjoint de la manette 10 et de la coulisse de commutation 11 dans la direction "mise hors fonction", c'est- à-dire dans la direction de la flèche Pi, peut toutefois être encore poursuivi (voir les figures 14 et 15) jus- qu'à ce que le point de basculement selon la figure 14 soit ensuite dépassé (voir la figure 15), mais que la position de mise hors fonction selon la figure 8 ne soit cependant pas en- core atteinte. Néanmoins, après dépassement du point de bascu- lement selon la figure 14, la venue en butée du levier 30 d'in- version de commande contre la coulisse de commutation 11, et la position correspondante de l'arbre de commutation 23 à l'état fermé des contacts, lors d'un mouvement à la position de mise hors fonction, se traduisent par le fait que la coulisse de com- mutation vient se plaquer, par sa butée 302, contre l'arbre 23 et bloque, par conséquent, la poursuite du mouvement de la ma- nette d'actionnement jusqu'à la position de mise hors fonction. La commande précise de la coulisse de commutation, jusqu'à la position de venue en butée selon la figure 15, est obtenue grâce à la concordance de formes qui est ensuite établie en corres- pondance avec la position du levier d'articulation 15 et du le- vier d'inversion 30, et grâce à l'action des surfaces de butée 301. Désormais, conformément à la figure 15, la manette d'ac- tionnement 10 ne peut pas poursuivre son mouvement jusqu'à la position de mise hors fonction, après que la coulisse 11 est venue en butée contre l'arbre 23, si bien que le verrouillage du verrou de maintien est interdit lorsque les contacts sont res- tés soudés. L'agencement et la réalisation des leviers 30 d'in- version de commande autorisent la sollicitation du point de basculement du système à genouillère 15, 16, 17 par le ressort d'entraînement 19, lors d'un mouvement imprimé par la coulisse de commutation, de telle sorte que la position de mise hors fonction soit atteinte uniquement lorsque les contacts sont ouverts, et que la position de mise hors fonction ne soit pas at- teinte, après dépassement du point de basculement, lorsque les contacts sont soudés l'un à l'autre. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et représentée, sans sortir de son cadre. -R E V E N D I C A T I ONS - 1. Verrou de maintien comprenant une coulisse de commu- tation (11) mobile au moyen d'une manette d'actionnement (10), en vue d'un enclenchement et d'un déclenchement; un levier d'appui (12) qui peut être entraîné par ladite coulisse, peut pivoter par une extrémité autour d'un axe fixe (13) et coopère, par son autre extrémité, avec un système d'encliquetage (14) ; un système à genouillère dont la solidarisation articulée est assurée, entre des leviers d'articulation supérieur (15) et inférieur (17), par l'intermédiaire d'un axe d'articulation (16), système dont le levier supérieur d'articulation (15) est articulé sur le levier d'appui (12), et dont le levier inférieur d'articulation (17) est articulé sur un porte-contacts (22) re- lié à un arbre de commutation (23) et pourvu de pièces mobiles de commutation (24) ; un ressort d'entraînement (19) interposé entre la coulisse de commutation (11) et l'axe d'articulation (16), et agissant sur le système à genouillère; ainsi qu'un le- vier (30) d'inversion de commande, s'opposant à un transfert de la manette d'actionnement (10) à la position de déclenchement lors d'un blocage des pièces mobiles de commutation (24) dans la position d'enclenchement, par suite d'une adhérence mutuelle, verrou caractérisé par le fait qu'un levier respectif (30) d'inversion de commande est monté rotatif sur le levier d'appui (12), de part et d'autre de ce levier d'appui (12), et est en liaison interactive par concordance de formes, par une zone, avec le levier supérieur d'articulation (15) ; et les leviers (30) d'inversion de commande peuvent être entraînés, lors d'un mouvement de la coulisse de commutation (11), de façon telle que l'inversion obligatoire de la commande du système à genouil- lère, y compris le dépassement du point de basculement des leviers d'articulation lors du déclenchement, s'opère suite à une action exercée par les leviers (30) d'inversion de commande sur le levier supérieur d'articulation (15) et que, lorsque les contacts restent soudés l'un à l'autre, la coulisse de commuta- tion (11) vienne buter contre l'arbre de commutation (23), sur le trajet situé entre le point de basculement et la position de mise hors fonction, avant d'atteindre la position de mise hors fonction. 2. Verrou de maintien selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le point de basculement "mise hors fonc- tion" du système à genouillère peut être commandé au moyen des leviers (30) d'inversion de commande. 3. Verrou de maintien selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé par le fait que les leviers (30) d'inversion de com- mande sont agencés à rotation, au moyen d'un rivet (31), sur le levier d'appui (12) et présentent, à leurs extrémités libres saillant au-delà du levier d'appui (12), une surface de butée (300) destinée à coopérer avec une surface complémentaire cor- respondante (110) de la coulisse de commutation (11). 4. Verrou de maintien selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par le fait que les leviers (30) d'inversion de commande présentent, sur leur côté tourné vers le levier supérieur d'articulation (15), une surface de butée (301) pour limiter le mouvement par venue en butée contre le levier supérieur d'articulation (15). 5. Verrou de maintien selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé par le fait que la coulisse de com- mutation (11) présente une surface de butée (302) ménagée soli- dairement, qui vient s'appliquer contre l'arbre de commutation (23) lorsque les contacts restent soudés l'un à l'autre.