Brevet FR2766959A1 — publié le 19990205

DISPOSITIF DE COMMANDE RAPIDE POUR UN APPAREIL DE CONNEXION A HAUTE TENSION, NOTAMMENT UN SECTIONNEUR DE TERRE La présente invention concerne un dispositif de commande rapide pour un appareil de connexion à haute tension, notamment un sectionneur de terre, équipé d'un contact mobile, ce dispositif comportant un ressort d'accumulation d'énergie mécanique, un mécanisme d'armement de ce ressort comprenant un moteur électrique agencé pour entraîner une première pièce rotative, un bras pivotant, une deuxième pièce rotative, des moyens de verrouillage agencés pour coopérer avec ladite deuxième pièce rotative pour définir deux positions stables, ledit bras pivotant portant une première goupille agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui de ladite première pièce rotative et une deuxième goupille agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui de ladite deuxième pièce rotative, et un mécanisme d'entraînement du contact mobile. On connaît déjà des dispositifs de ce type, notamment le mécanisme décrit par le brevet US 4'681'993 qui comporte un ressort dont la tige est articulée sur une biellette en forme de fourche, solidaire d'un axe qui peut, selon la forme de réalisation, être distinct des axes respectifs d'un disque de mise sous tension du ressort et d'un disque d'entraînement. Selon une des réalisations, le disque de mise sous tension et le disque d'entraînement sont montés sur le même axe qui ne nécessite de ce fait que deux paliers ménagés dans le boîtier. L'inconvénient de ce mécanisme est notamment dû au fait que l'angle de travail, à savoir l'angle selon lequel la biellette couplée à la tige du ressort est nettement inférieur à 1800. Un autre dispositif de ce type est illustré par le brevet suisse 594 279 et comprend deux ressorts accumulateurs d'énergie mécanique opposés et plusieurs autres organes associés à ces ressorts, de sorte que la construction de ce dispositif s'avère compliquée. En outre, ce n'est que par l'actionnement d'un cliquet, manuellement ou par l'intermédiaire d'un aimant ou suite à la libération d'un système de sécurité, que le processus de commande peut être achevé. De ce fait ce processus est compliqué et malcommode, notamment en cas de commande à distance. La présente invention propose un dispositif de commande rapide tel que défini en préambule, comportant un verrou unique agencé pour assurer un verrouillage du dispositif dans deux positions distinctes. Ce dispositif est caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage comportent un verrou mobile logé dans un boîtier et sollicité par un ressort de poussée qui définit deux butées de points morts, ces butées de points morts étant agencées pour coopérer respectivement avec les surfaces d'appui de la deuxième pièce rotative pour définir lesdites positions stables. Selon un mode de réalisation préféré, ladite deuxième goupille est agencée pour repousser ledit verrou mobile en s'opposant à la poussée du ressort juste avant que ladite deuxième pièce rotative atteigne l'une des positions stables. D'une manière particulièrement avantageuse, ledit verrou mobile comporte une protubérance centrale portant lesdites butées de points morts qui sont parallèles entre elles et parallèles auxdites surfaces d'appui de la deuxième pièce rotative. De préférence la protubérance centrale a une section de forme rectangulaire, et les butées de points morts sont planes. De façon avantageuse, le verrou mobile est un coulisseau agencé pour se déplacer parallèlement à lui-même dans le boîtier soumis à la contrainte du ressort. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'une forme de réalisation préférée et des dessins annexés donnés à titre non limitatif et dans lesquels: la figure 1 représente un premier état du dispositif selon l'invention, dans lequel ie contact mobile est fermé et le ressort désarmé, la figure 2 représente un deuxième état du dispositif selon l'invention, dans lequel le contact mobile est fermé et le ressort armé, la figure 3 représente un troisième état du dispositif selon l'invention, dans lequel le contact mobile est ouvert et le ressort désarmé, la figure 4 représente un quatrième état du dispositif selon l'invention, dans lequel le contact mobile est ouvert et le ressort armé, et les figures 5A, 5B, 5C et 5D représentent les positions relatives de la deuxième pièce rotative et du verrou mobile dans les différentes phases des changements d'état du contact mobile. Le dispositif de commande rapide 10 pour sectionneur de terre à isolation gazeuse tel que représenté par les figures 1 à 4, comporte principalement les composants suivants: - un ressort Il d'accumulation d'énergie mécanique, - un mécanisme d'armement 12 de ce ressort comprenant un moteur électrique 13 et un engrenage démultiplicateur 14 se composant, dans I'exemple représenté d'un pignon d'entraînement 15, monté sur l'arbre 16 du moteur électrique 13 et d'une roue dentée 17 qui engrène le pignon d'entraînement 15, - une première pièce rotative 18 entraînée par le mécanisme d'armement 12 et couplée à un bras pivotant 19 relié audit ressort 11, - un organe de couplage 20, notamment constitué d'une chaîne, qui couple le bras pivotant 19 au ressort Il d'accumulation de l'énergie mécanique, en passant par une poulie de renvoi 20a, - une deuxième pièce rotative 21 entraînée par ledit bras pivotant 19, cette pièce étant agencée pour coopérer avec des butées de points morts 22 et 23 associées à un contact mobile 24, - un mécanisme d'entraînement 25 du contact mobile 24. La première pièce rotative 18 est montée sur l'arbre 26 de la roue dentée 17 et comporte deux surfaces d'appui 18a et 18b, radiales et diamétralement opposées, qui sont agencées pour coopérer, en tant que butées, avec une goupille 27 montée parallèlement à l'arbre 26 sur une pièce 28 articulée sur le bras pivotant 19, et à laquelle est fixée l'extrémité libre de la chaîne 20. La goupille 27 coopère respectivement avec la surface d'appui 1 8a lorsque la première pièce 18 est dans une première position illustrée en particulier par la figure 1 et avec la surface d'appui 1 8b lorsque cette première pièce rotative 18 est dans une deuxième position illustrée en particulier par la figure 3, ladite pièce rotative 18 ayant subi une rotation de 1800 entre les deux positions. La goupille 27 est de préférence constituée par l'extrémité d'un axe traversant le bras pivotant 19 et qui se prolonge de l'autre côté de ce bras, sous la forme d'une goupille 27a agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui 21a et 21b de la deuxième pièce rotative 21 qui est solidaire d'un axe creux 29 sur lequel peut tourner le bras pivotant 19. Cet axe creux 29 se présente sous la forme d'une pièce cylindrique coaxiale à un axe plein 29a. Le bras pivotant 19 peut tourner librement autour de l'axe creux 29, et l'ensemble constitué par l'axe creux 29 et la deuxième pièce rotative 21 est librement rotatif autour de l'axe plein 29a qui est fixe. Dans l'une des positions du bras pivotant 19, telle que représentée par exemple par la figure 1, et qui correspond à une première position de la deuxième pièce rotative 21, la goupille 27a est en butée contre la surface d'appui 21 a de cette deuxième pièce rotative 21. Dans une deuxième position du bras pivotant 19, atteinte après un basculement de 1800 et représentée par exemple par la figure 2, qui correspond toujours à la position initiale de la deuxième pièce rotative 21, la goupille 27a est en butée contre la surface d'appui 21 b, de cette deuxième pièce rotative 21. Le mécanisme d'entraînement 25 du contact mobile 24 comporte un axe 30 portant un levier basculant 31 sur lequel est fixé un axe de pivotement fixe 32 qui est relié par une biellette 33 à un axe de pivotement 34 fixé excentriquement sur la deuxième pièce rotative 21. Les surfaces d'appui 21 a et 21b de cette deuxième pièce rotative 21 sont agencées pour coopérer respectivement avec un verrou mobile 35 portant les butées de points morts 22 et 23 et qui est logé à l'intérieur d'un boîtier 36. Un ressort de poussée 37 est disposé dans ce boîtier et tend à pousser le verrou mobile 35 en avant dans une position oU les surfaces d'appui 21 b et 21 a sont respectivement en appui contre les butées de points morts 22 et 23 (voir respectivement les figures 1 et 3). Selon la disposition illustrée par la figure 1, le contact mobile 24 est fermé et le ressort Il d'accumulation d'énergie mécanique est désamorcé. Dans cet état, le dispositif de commande rapide est inopérant. Pour le rendre opérationnel, il convient d'armer le ressort 11, ce qui a été réalisé sur le dispositif tel que représenté par la figure 2. Pour parvenir à cette disposition, le moteur 13 a été activé de manière à entraîner la roue dentée 17 dans le sens de la flèche A d'un angle de 1800. Suite à cette rotation, la première pièce rotative 18 a effectué une rotation de 1800 en entraînant le bras- pivotant 19 par l'intermédiaire de la goupille 27 et en armant le ressort Il par l'intermédiaire de la pièce 28 et de la chaîne 20. De ce fait, la goupille 27a bascule de 1800 pour venir s'appuyer sur la surface d'appui 21b de la deuxième pièce rotative 21 après avoir repoussé le verrou mobile 35 vers l'intérieur du boîtier 36, contre l'action du ressort de poussée 37. Le contact mobile 24 reste fermé et le mécanisme d'entraînement 25 reste dans la même position que sur la figure 1. Toutefois, le ressort Il est armé et le dispositif de commande rapide est opérationnel. Pour que cette commande puisse avoir lieu, le moteur 13 doit entraîner la roue dentée 17 dans le sens de la flèche A jusqu'au moment où la première pièce rotative 18 et par conséquent le bras pivotant 19 aient dépassé leur point mort. A ce moment, la force du ressort 11, transmise par la chaîne 20, exerce une traction très puissante sur la pièce 28 et entraîne le bras pivotant 19 en rotation selon un angle de 1800, jusque dans la position représentée par la figure 3. La rotation du bras pivotant 19 provoque la rotation de la deuxième pièce rotative 21 entraînée par la goupille 27a, également solidaire du bras pivotant 19. Au cours de ce mouvement, ou plus exactement dans sa phase initiale, la goupille 27a libère le verrou mobile 35, qui est repoussé en avant du boîtier 36 par le ressort de poussée 37. Dans la phase finale de ce mouvement, la surface d'appui 21a de la deuxième pièce rotative 21 revient en appui contre la butée de point mort 23 du verrou mobile 35, qui a été poussée en position par le ressort de poussée 37 dans la phase initiale du mouvement. La rotation de 1800 de la deuxième pièce mobile 21 a engendré le déplacement de la biellette 33 dans. le sens de la flèche B en provoquant le basculement du levier basculant 31 et la rotation de l'axe 30 qui provoque l'ouverture du contact mobile 24. A la fin de cette procédure, le contact mobile 24 est ouvert et le ressort d'accumulation d'énergie mécanique Il est désarmé. Pour rendre le dispositif opérationnel, il convient d'armer à nouveau le ressort 11. Ceci est effectué au cours d'une démarche dont le résultat est illustré par la figure 4. Le moteur 13 est commandé pour entraîner la roue dentée 17 dans le sens indiqué par la flèche C, c'est-à-dire en sens contraire de celui indiqué par la flèche A sur la figure 2. Cette rotation de la roue engendre la rotation de 1800 de la première pièce rotative 18, ce qui a pour effet de basculer de 1800 le bras pivotant 19 actionné par la goupille 27. Le déplacement de la pièce 28 articulée sur le bras basculant 19 provoque la tension du ressort Il d'accumulation d'énergie mécanique. La goupille 27a provoque le retrait du verrou mobile 35 à l'intérieur du boîtier 36, contre la force de poussée du ressort 37. Les autres composants du dispositif ne subissent pas de déplacement au cours de cette phase. Pour assurer la fermeture du contact mobile 24, il suffit de commander le moteur 13 de telle manière que la première pièce rotative 18 et le bras pivotant 19 dépassent leur point mort, ce qui provoque instantanément la libération de la force du ressort Il et la rotation de la deuxième pièce rotative 21, avec comme conséquence la fermeture du contact mobile 24. Le cycle peut être indéfiniment recommencé par un entraînement alternatif du moteur 13 dans un sens ou dans l'autre. La figure 5A représente plus en détail la position relative du verrou 35, de la deuxième pièce rotative 21, du bras pivotant 19 et de la goupille 27a lorsque le dispositif 10 occupe la position illustrée par la figure 1. On notera que le verrou est pourvu d'une protubérance centrale 35a qui définit les deux butées de points morts 22 et 23. parallèles entre elles. Dans cette position la surface d'appui 21 b de la deuxième pièce rotative 21 est en contact avec la butée de point mort 22. La surface d'appui 21b constitue une des faces d'un téton 40 de profil rectangulaire dont est pourvue la deuxième pièce rotative 21 et qui porte, sur un de ses cotés, ladite surface d'appui 21b. Ce téton 40 est en fait engagé dans une encoche 41 de profil équivalent qui est ménagée dans le verrou 35, entre la protubérance centrale 35a et une projection 42 parallèle à cette protubérance centrale 35a et disposée à l'extrémité inférieure du verrou 35. Cet engagement est rendu possible par le fait que le verrou 35 est poussé en avant par le ressort de poussée 37. La deuxième pièce rotative 21 est de ce fait verrouillée en position, le téton 40 étant engagé dans l'encoche 41. La figure 5B représente une phase ultérieure qui est illustrée par la figure 2 et qui correspond au déverrouillage de la deuxième pièce rotative 21. Le bras pivotant 19 a tourné de 1800 et la goupille 27a est venue s'interposer entre le flanc oblique 43 de la deuxième pièce rotative 21 et la face frontale de la protubérance centrale 35a, repoussant ainsi le verrou 35 en contrecarrant la force de poussée exercée par le ressort 37. La deuxième pièce rotative 21 est déverrouillée. La figure 5C représente un état du dispositif après une nouvelle rotation de 1800 du bras pivotant 19 ayant entraîné une rotation de la deuxième pièce rotative 21. Cet état correspond à la figure 3. Dans cet état la surface d'appui 21 a est en contact avec la butée de point mort 23. En outre, le verrou 35 a repris sa position avancée poussé par le ressort 37. De ce fait, le téton 44 de la deuxième pièce rotative 21, portant la surface d'appui 21 a, est engagé dans l'encoche 45 du verrou 35 délimitée par la protubérance centrale 35a et une projection 46 disposée parallèlement à la protubérance centrale 35a à l'extrémité du verrou 35 opposée à la projection 42. La deuxième pièce rotative 21 est bien verrouillée. La figure 5D représente l'état du dispositif correspondant à la figure 4. Une rotation de 1800 du bras pivotant 19 a déplacé la goupille 27a pour l'interposer entre le second flanc oblique 47 de la deuxième pièce rotative 21 et la protubérance centrale 35a, en repoussant le verrou 35 contre l'action du ressort 37. La deuxième pièce rotative est déverrouillée. Ce dispositif est particulièrement avantageux en ce qu'un seul et même verrou peut assurer le verrouillage dans deux positions stables de la deuxième pièce rotative et par suite de l'ensemble du dispositif. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante évidente pour un homme du métier. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande rapide pour un appareil de connexion à haute tension, notamment un sectionneur de terre, équipé d'un contact mobile, ce dispositif comportant un ressort (11) d'accumulation d'énergie mécanique, un mécanisme d'armement (12) de ce ressort comprenant un moteur électrique (13) agencé pour entraîner une première pièce rotative (18), un bras pivotant (19), une deuxième pièce rotative (21), des moyens de verrouillage agencés pour coopérer avec ladite deuxième pièce rotative (21) pour définir deux positions stables, ledit bras pivotant portant une première goupille (27) agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui (18a, 18b) de ladite première pièce rotative (18) et une deuxième goupille (27a) agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui (21a, 21b) de ladite deuxième pièce rotative (21), et un mécanisme d'entraînement du contact mobile, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage comportent un verrou mobile (35) logé dans un boîtier (36) et sollicité par un ressort de poussée (37) qui définit deux butées de points morts (22, 23), ces butées de points morts étant agencées pour coopérer respectivement avec les surfaces d'appui (21b, 21a) de la deuxième pièce rotative (21) pour définir lesdites positions stables. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième goupille (27a) est agencée pour repousser ledit verrou mobile (35) en s'opposant à la poussée du ressort (37) juste avant que ladite deuxième pièce rotative (21) atteigne l'une des positions stables. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit verrou mobile (35) comporte une protubérance centrale (35a) portant lesdites butées de points morts (22, 23) qui sont parallèles entre elles et parallèles auxdites surfaces d'appui (21 b, 21a) de la deuxième pièce rotative (21). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la protubérance centrale (35a) a une section de forme rectangulaire, et en ce que les butées de points morts (22, 23) sont planes. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le verrou mobile (35) est un coulisseau agencé pour se déplacer parallèlement à luimême dans le boîtier (36) soumis à la contrainte du ressort (37).