Brevet FR2748151A1 — publié le 19971031

SYSTEME DE COMMANDE MANUELLE D'UN ORGANE DE COMMUTATION ELECTRIQUE La présente invention conceme les mécanismes d'actionnement manuel commandant l'ouverture ou la fermeture d'organes de commutation électrique (interrupteurs, etc.), notamment de disjoncteurs. Ces mécanismes permettent en général d'enclencher une commutation dans un sens en enfonçant un bouton de commande et de déclencher la commutation dans l'autre sens en agissant soit sur ce même bouton de commande soit sur un autre bouton. Pour les disjoncteurs, le déclenchement dans l'autre sens, lorsqu'il utilise le même bouton, se fait en pratique en tirant sur le bouton enfoncé ; la position tirée est d'ailleurs celle vers laquelle le bouton revient automatiquement lors d'une disjonction. Mais pour les interrupteurs le déclenchement se fait plus souvent par réenfoncement du bouton enfoncé, qui se libère alors et peut revenir à sa position de repos (action de boutonpoussoir). Dans certaines conditions ces modes d'action ne sont pas les plus pratiques à utiliser et on peut préférer, par exemple, que le déclenchement d'un disjoncteur se fasse par réenfoncement du bouton enfoncé. C'est le cas par exemple pour des disjoncteurs placés dans un environnement très étroit comme le cockpit d'un avion. Cependant la solution consistant à remplacer dans un disjoncteur le bouton déclenchable par traction par un bouton poussoir du type "interrupteur" n'est que partiellement satisfaisante parce qu'elle oblige à un mouvement inverse de celui auquel l'utilisateur est habitué pour un disjoncteur. Pour pallier cet inconvénient, i'invention propose un nouveau mécanisme d'actionnement manuel qui est utilisable pour un disjoncteur mais qui peut être adapté également à un interrupteur ou tout autre organe de commutation électrique. Pour cela, I'invention propose un système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique, comprenant un bouton de commande et un guide de déplacement d'un élément mobile de l'organe de commutation, I'élément mobile pouvant se déplacer entre une position de repos et une position de travail, le bouton de commande pouvant se déplacer entre une position stable enfoncée et une position stable tirée, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme tel qu'une action de poussée du bouton lorsqu'il est en position enfoncée déclenche un passage de la position de travail à la position de repos et un retour du bouton en position tirée, et tel qu'une action de traction du bouton lorsqu'il est en position enfoncée provoque également le passage de la position de travail à la position de repos et le retour du bouton en position tirée. Dans un mode de réalisation préféré, le bouton est cylindrique s'il coulisse dans un canon cylindrique et est rappelé vers sa position tirée par un premier ressort. Le mécanisme comporte une biellette qui peut se déplacer longitudinalement dans le sens de déplacement du bouton, qui peut également basculer vers une position de butée qui empêche son déplacement longitudinal, et qui peut enfin être entraînée en déplacement longitudinal par un élément solidaire du bouton. La biellette reste coincée dans sa position de butée par un élément mobile de l'organe de commutation qui appuie sur la biellette lorsqu'il est en position de travail. Un second ressort de rappel permet de repousser la biellette hors de sa position de butée. La biellette est conformée de manière à pousser l'organe de commutation vers sa position de travail ou à le tirer vers sa position de repos. La biellette peut se dégager de sa position de butée par poussée du bouton qui appuie alors directement sur l'élément mobile de l'organe de commutation, lequel cesse alors d'exercer une pression sur la biellette. La biellette peut se dégager de sa position de butée par traction sur le bouton, cette traction exerçant sur la biellette une force de basculement suffisante pour que la biellette déplace l'élément mobile vers une position où il autorise le basculement de la biellette, son dégagement de la position de butée, puis son glissement longitudinal. La liaison entre le bouton de commande et la biellette se fait de préférence par une tige solidaire du bouton, transversale au déplacement du bouton, et une lumière percée dans la biellette, la tige passant dans cette lumière. La lumière a une forme telle que les basculements de la biellette soient possibles et que l'élément mobile de l'organe de commutation soit poussé soit par la biellette (pour aller vers la position de travail) soit par le bouton (pour dégager la biellette par poussée du bouton). A cet effet, la lumière présente de préférence une forme avec deux crans de profondeurs différentes dans lesquels peut venir se loger la tige du bouton. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de système de commande manuelle selon l'invention dans laquelle: - la figure 1 représente en perspective et en coupe partielle le système de commande manuelle dans la position bouton enfoncé; - les figures 2a et 2b représentent deux vues en coupe du sous ensemble bouton, tige et biellette; - les figures 3a et 3b représentent des coupes simplifiées du système de commande manuelle montrant le positionnement de l'élément mobile de commande d'un disjoncteur; - les figures 3c, 4, 4a, 5, 6, 6a, 7, 8, 9, 9a, 10, 10a, 11, 12 et 12a représentent des vues du système de commande manuelle selon ses différentes phases de fonctionnement. Dans la suite de la description, on entendra par partie supérieure ou inférieure d'un élément quand le système est dans la position des figures aidant à cette description. Un système de commande manuelle 10 représenté en perspective à la figure 1 collaborant avec l'élément mobile d'un disjoncteur (non représenté à la figure 1) comporte - un canon 11 cylindrique de forme circulaire d'axe Xx' ayant à sa partie inférieure une base 1 1 a sous forme de surface plane perpendiculaire à l'axe de révolution XX' du canon 1 1 - un guide 12 avec un corps cylindrique de forme circulaire dans l'axe Xx' dont la partie inférieure comporte un épaulement 12a dans un plan perpendiculaire à l'axe de révolution XX' du corps. Le corps du guide 12 comporte une partie supérieure 12b et une partie inférieure 12c contiguës. Le diamètre de la partie supérieure 12b est plus petit que le diamètre de la partie inférieure 12c créant un épaulement 12d cylindrique de forme circulaire. Un premier ressort 18 de rappel de forme hélicoïdale est disposé autour de la partie supérieure 12b du guide 12 et s'appuie sur l'épaulement 12d. Une première rainure 16 située dans un plan passant par l'axe XX' du corps cylindrique du guide 12 permet le mouvement d'une biellette 20. Une deuxième rainure 17 située dans l'épaulement 12a et dans un plan perpendiculaire à celui sur lequel est situé la première rainure 16 contient un second ressort 19 de rappel sous forme de lame par exemple. La première rainure 16 débouche dans la zone centrale de la deuxième rainure 17 permettant de mettre en contact la biellette 20 et le second ressort 19. La position de repos du second ressort 19 étant celle correspondant à son plus grand rayon de courbure dans la rainure 17. Le canon 1 1 et le guide 12 sont montés coaxialement dans l'axe Xx'. La base Il a du canon 11 étant fixée par des moyens appropriés sur l'épaulement 12a du guide 12. Un bouton de commande 13 cylindrique de forme circulaire d'axe XX' peut se déplacer linéairement dans la partie supérieure du canon 11 entre le canon 1 1 et le guide 12. Le bouton 13 comporte à sa partie supérieure un élargissement 1 3a permettant de le saisir facilement lors d'une traction de ce dernier. Une tige 22 montée perpendiculairement à l'axe XX' du bouton 13 est rendue solidaire du bouton par exemple par sertissage. Le premier ressort 18 est comprimé entre l'épaulement cylindrique 12d du guide 12 et le bouton 13. La figure 1 montre la position du mécanisme dans laquelle la biellette 20 exerce une force sur le second ressort 19 qui se trouve poussé contre la paroi extérieure de la deuxième rainure 17. Le canon 11 recouvre la deuxième rainure 17 du guide 12 et un épaulement 28 de la biellette 20 se situe sous la base Il a du canon 11. Les figures 2a et 2b montrent deux coupes respectivement selon l'axe B-B et l'axe A-A du sous-ensemble constitué par le bouton de commande 13, la tige 22 et la biellette 20. La biellette 20 de forme allongée (figure 2a), comporte à sa partie supérieure une lumière 21 ayant un premier cran 26 et un second cran 27 de profondeurs différentes. La partie inférieure de la biellette 20 a la forme d'une demi-pince permettant de pousser ou de tirer l'élément mobile (non représenté sur la figure), du disjoncteur et comporte un épaulement 28 assurant le blocage du mécanisme 10 dans la position travail du disjoncteur. Le bouton 13 (figure 2b) comporte une paroi extérieure 41 et un corps intérieur 29 traversé, dans l'axe longitudinal du bouton, par une première fente 30 assurant le passage et le guidage de la biellette 20 dans le plan de cette première fente 30. La première fente 30 s'élargit par une seconde fente 31 située à la partie inférieure du corps intérieur 29 pour permettre le passage de la partie supérieure de l'élément mobile de l'organe de commutation non représenté dans les figures 2a et 2b. Une butée 32 créée par la différence de largeur de la première fente 30 et la seconde fente 31 permettra de transmettre la pression exercée sur le bouton de commande 13, à l'élément mobile du disjoncteur. Un espace 40 de forme cylindrique situé entre le corps intérieur 29 et la paroi 41 du bouton 13 permet le passage du guide 12 et du premier ressort 18 (non représentés sur les figures 2a et 2b). On va maintenant décrire le fonctionnement du système de commande manuelle 10 Le système de commande manuelle 10 (figure 1) fonctionne en collaboration avec l'élément mobile de commande d'un disjoncteur (non représenté sur la figure 1) et afin de mieux comprendre l'interaction entre le mécanisme 10 et l'élément mobile du disjoncteur, la figure 3a montre une coupe simplifiée dans le plan de la biellette 20 du système de commande manuelle 10 comportant l'élément mobile 50 de commande du disjoncteur 55 dans le cas où le bouton de commande 13 est en position tirée. La figure 3b montre une coupe simplifiée selon un axe C-C du guide 12 avec l'élément mobile 50 de commande du disjoncteur 55. Le guide 12 comporte un passage 52 permettant de loger la partie supérieure de l'élément mobile 50, lorsque le bouton 13 est en position tirée. L'élément mobile 50 est équipé d'un cylindre 53 se déplaçant soit dans la position de travail, soit dans la position de repos, dans un logement 54 prévu à cet effet dans le corps du disjoncteur 55. Le mécanisme de commande manuelle 10 est solidaire du corps du disjoncteur 55 représenté partiellement dans la figure 3b. La figure 3c montre le bouton 13 en position tirée et l'élément mobile 50 de commande du disjoncteur 55 est en position repos. Le premier ressort 18 de rappel est en compression entre le bouton 13 et le guide 12. Les forces F exercées par le premier ressort 18 sur le bouton 13, positionnent en appui sur la partie haute de la lumière 21 de la biellette 20, la tige 22 solidaire du bouton 13. Dans cette position la tige 22 exerce sur la biellette 20 la force F1 et l'élément mobile 50 du disjoncteur, une force F2 sur la partie inférieure, en forme de pince, de la biellette 20. L'équilibre de la biellette est réalisé par une troisième force F3 de réaction du canon 11, sur lequel vient s'appuyer la biellette 20. On se réfère à la figure 4: Une pression suffisante P1 est exercée dans la direction de l'axe Xx'; sur le bouton 13 qui se déplace dans le canon 11, comprimant le premier ressort 18. La tige 22 descend dans le second cran 27 de la lumière 21 de la biellette 20. La figure 4a montre le mouvement relatif de la tige 22 du bouton 13 par rapport à la biellette 20 entre la position de la figure 3c et celle de la figure 4. On se réfère la figure 5: Lorsque la tige 22 vient en appui sur le fond du cran 27. Le mouvement du bouton 13 est transmis à la biellette 20 par la force F5 et à l'élément mobile 50 de l'organe de commutation par la force F6. La pression P1 sur le bouton 13 est exercée jusqu'à obtenir la butée de l'axe 53 au fond du logement 54 prévu dans le corps du disjoncteur 55. Dans cette position, sous l'effet des forces F5 et la force de réaction F'6, exercées sur la biellette respectivement par la tige 22 et l'élément mobile 50, la biellette bascule sous le canon 11, dans la deuxième rainure 17 du guide 12 comprimant le second ressort 19. Une force F4 exercée par le second ressort 19, comprimé sur la paroi extérieure de la deuxième rainure 17, équilibre la biellette en position. On se réfère à la figure 6: On relâche la pression sur le bouton 13. La mise en position travail du disjoncteur est assurée et un effort permanent F7 est exercé sur la biellette 20 par le disjoncteur à travers l'élément mobile 50. Ceci entraîne le basculement de la biellette 20 autour de la tige 22 du bouton 13 qui prend une nouvelle position à hauteur du cran 26 dans la lumière 21 de la biellette 20 et le verrouiilage du mécanisme par ancrage de l'épaulement 28 de la biellette sous le canon 11 (force F8). La figure 6a montre le mouvement relatif de la tige 22 par rapport à la biellette 20 entre la position de la figure 5 et celle de la figure 6. La figure 7 montre le bouton 13 en position enfoncée. La biellette 20 étant en position bloquée, la force F9 sur la tige 22, équilibre les forces F de rappel exercées par le ressort 18 sur le bouton 13. Le disjoncteur est verrouillé en position de travail. A partir de cette position stable caractérisée par une position enfoncée du bouton 13 de commande du mécanisme d'actionnement manuel 10 et le verrouillage du disjoncteur en position travail, deux actions au choix sont possibles afin d'effectuer le déverrouillage du disjoncteur et son retour à sa position de repos, caractérisée par une position tirée du bouton 13 de commande du mécanisme d'actionnement manuel 10. Première action possible: On se réfère à la figure 8: A partir de la position stable de la figure 7, on exerce une traction T dans la direction de l'axe Xx' sur le bouton 13. Cet effort est transmis à la biellette 20 par la tige 22 du bouton 13 par la force F10. Lorsque cet effort devient supérieur à l'effort résistant d'ancrage de l'épaulement 28 de la biellette 20 sous le canon 11, la biellette en se dégageant de la deuxième rainure 19 transmet l'effort de traction F10 exercé par le bouton 13 sur la biellette à l'élément mobile 50. La partie inférieure de la biellette en forme de pince tire l'élément mobile 50 (force F11). Cette action fait basculer le disjoncteur en position de repos. On se réfère à la figure 9: L'effort de traction sur le bouton 13 ou simplement l'effort du premier ressort 18 sur le bouton 13 lorsque le mécanisme est dégagé, fait basculer la biellette 20 et le système est ramené à sa position initiale. Le bouton se trouve de nouveau en position tirée et le disjoncteur en position de repos comme représenté dans sa position initiale à la figure 3C. La figure 9a montre le mouvement relatif de la tige 22 par rapport à la biellette 20 entre la position de la figure 8 et celle de la figure 9. Deuxième action possible: On se réfère à la figure 10: A partir de la position stable de la figure 7, on exerce une pression P2 dans la direction de l'axe XX' sur le bouton 13, la tige 22 descend dans le cran 26 de la lumière 21 de la biellette 20. La biellette est maintenue en position par la force F12 exercée par l'élément mobile 50. La butée 32 du corps intérieur 29 du bouton 13 entre en contact avec la partie supérieure de l'élément mobile 50 (force F13). La figure 10a montre le mouvement relatif de la tige 22 par rapport à la biellette 20 entre la position de la figure 7 et celle de la figure 10. On se réfère à la figure 11: La pression P2 exercée sur le bouton 13 est transmise par la butée 32 du corps 29 du bouton 13 sur la partie supérieure de l'élément mobile 50 (force F13) le déplaçant vers la partie inférieure du guide 12 jusqu'à ce que le cylindre 53 se trouve en butée dans la partie inférieure du logement 54 du corps du disjoncteur 55. Dans cette position du mécanisme de commande manuelle 10, la force F12 (voir figure 10) exercée par l'élément mobile 50 sur la biellette 20, disparaît et le second ressort 19 de rappel exerçant la force F14 sur la biellette 20, la pousse en-dehors de la second rainure 17 du guide 12. L'épaulement 28 de la biellette 20 se trouve dégagé de son ancrage sous le canon 17. On se réfère à la figure 12: On relâche la pression P2 sur le bouton 13. Les forces F de rappel exercées par le premier ressort 18 tendent à ramener le bouton 13 vers sa position tirée. Une force de traction F15 est exercée par la tige 22, solidaire du bouton 13, sur la biellette 20. L'effort de traction F15 est transmis par la demi-pince de la biellette 20 à l'élément mobile 50 du disjoncteur 53 sous la forme d'une force F16 qui tire l'élément mobile 50 vers la partie supérieure du guide 12, vers sa position initiale de repos. La biellette 20 se déplace dans le canon 11 qui exerce une force de réaction F17 sur la biellette 20 la maintenant en contact avec l'élément mobile 50 au cours de son déplacement dans le guide 12. La figure 12a montre le mouvement relatif de la tige 12 par rapport à la biellette 20 entre la position de la figure 11 et celle de la figure 12. La nouvelle position du mécanisme de commande manuelle 10 est identique à celle représentée à la figure 8, faisant basculer la biellette dans la position montrée à la figure 9. a figure 9a montre le mouvement relatif de la tige 22 par rapport à la biellette 20 entre la position de la figure 8 et celle de la figure 9. Le système de commande manuelle 10 est ramené à sa position initiale de la figure 3c. Le bouton 13 se trouve de nouveau en position tirée et l'organe de commutation en position de repos. REVENDICATIONS 1. Système de commande manuelle (10) d'un organe de commutation électrique, comprenant un bouton de commande (13) et un guide (12) de déplacement d'un élément mobile (50) de l'organe de commutation, I'élément mobile (50) pouvant se déplacer entre une position de repos et une position de travail, le bouton de commande (13) pouvant se déplacer entre une position stable enfoncée et une position stable tirée, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme tel qu'une action de poussée du bouton lorsqu'il est en position enfoncée déclenche un passage de la position de travail à la position de repos et un retour du bouton en position tirée, et tel qu'une action de traction du bouton lorsqu'il est en position enfoncée provoque également le passage de la position de travail à la position de repos et le retour du bouton en position tirée. 2. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme comporte: - une biellette (20) qui se déplace longitudinalement dans le sens de déplacement du bouton de commande (13), qui peut également basculer vers une position de butée qui empêche son déplacement longitudinal et qui peut enfin être entraînée en déplacement longitudinal - un élément (22) solidaire du bouton de commande (13) entraînant la biellette (20) dans son déplacement longitudinal; - un premier ressort (18) permettant de rappeler le bouton de commande (13) vers sa position tirée; - un second ressort (19) de rappel permettant de repousser la biellette (20) hors de sa position de butée; - un canon (11) cylindrique dans lequel coulisse le bouton de commande (13). 3. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la biellette (20) est conformée de telle manière qu'elle pousse l'élément mobile (50) de l'organe de commutation vers sa position de travail ou le tire vers sa position de repos. 4. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de la biellette du côté de l'élément mobile (50) de l'organe de commutation a une forme de demi-pince afin de pouvoir tirer ou pousser cet élément mobile. 5. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la biellette comporte un épaulement (28) afin qu'elle puisse se bloquer dans sa position de butée. 6. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la biellette est percée d'une lumière (21) ayant une forme telle qu'elle puisse être entraînée par l'élément (22) solidaire du bouton de commande (13) et qu'elle puisse basculer. 7. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la lumière (21) de la biellette (20) comporte un premier cran (26) et un second cran (27) de profondeurs différentes pour le passage de l'élément (22) solidaire du bouton de commande (13) entraînant la biellette. 8. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le guide (12) de déplacement de l'élément mobile de l'organe de commutation, est solidaire du canon (11). 9. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le guide (19) comporte: - un épaulement (12d) d'appui pour le premier ressort (18) permettant de rappeler le bouton de commande (13) vers sa position tirée - une première rainure (16) permettant le mouvement de la biellette (20) dans le guide (12); - une deuxième rainure (17) contenant le second ressort (19) de rappel de la biellette (20). 10. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première rainure (16) débouche dans la deuxième rainure (17) permettant de mettre en contact la biellette (20) et le second ressort de rappel (19). 11. Système de commande d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le guide (12) comporte un corps ayant deux parties cylindriques contiguës (12b, 12c) formant l'épaulement (12d) d'appui pour le premier ressort (18) de rappel. 12. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que le premier ressort (18) est hélicoïdal. 13. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que le second ressort (19) de rappel est sous forme de lame. 14. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le canon (11) recouvre la deuxième rainure (17) du guide (12) permettant le blocage en butée de la biellette (20) par son épaulement (28). 15. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le bouton de commande (13) peut se déplacer linéairement entre lecanon (11) et le guide (12). 16. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bouton de commande (13) est cylindrique dans l'axe longitudinal (XX'). 17. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le bouton (13) comporte un corps intérieur (29) traversé dans l'axe longitudinal (XX') du bouton (13) par une première fente (30) assurant le passage et le guidage de la biellette (20). 18. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon la revendication 17, caractérisé en ce que le corps intérieur (29) comporte dans l'axe longitudinal (XX') du bouton (13), une seconde fente (31) permettant le passage de l'élément mobile (50) de l'organe de commutation électrique. 19. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 2 à 18, caractérisé en ce que l'élément solidaire du bouton (13) est une tige (22). 20. Système de commande manuelle d'un organe de commutation électrique selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que l'élément mobile (50) de l'organe de commutation électrique est celui d'un disjoncteur (55).