Brevet FR2792769A1 — publié le 20001027

La présente invention a pour objet un dispositif de commande manuelle à enclenchement et/ou déclenchement brusque d'un appareil électrique. Ce dispositif peut s'appliquer à différents types d'appareils électriques, tels qu'interrupteurs, commutateurs, blocs différentiels, disjoncteurs, contacteurs et, de façon générale, à tous appareils électriques utilisant une commande rotative à l'origine d'un mouvement d'enclenchement. Il est connu de réaliser la commande d'appareils électriques à l'aide d'un élément pivotant. Tel est, par exemple, le cas dans de nombreux disjoncteurs. Dans la mesure o l'élément pivotant de commande actionne directement une biellette agissant directement ou indirectement sur le contact mobile du disjoncteur, il est possible, par actionnement direct de l'élément de commande pivotant, de maintenir le disjoncteur, de façon forcée, en position fermée ou semi-fermée, avec formation d'un arc électrique se traduisant par une détérioration rapide de l'appareil. Dans un disjoncteur connu, une excroissance est prévue sur l'organe de commande pivotant, qui prend appui sur le porte-contact du contact mobile après une certaine course angulaire. Pour poursuivre le mouvement de pivotement de l'organe de commande pivotant, il faut passer un point dur pour que l'excroissance échappe au porte-contact, le passage de ce point dur se traduisant par un basculement rapide en position de fermeture du disjoncteur. Toutefois, lors de l'ouverture de ce même disjoncteur, il est possible de retenir manuellement, à l'aide de l'organe de commande pivotant, le contact mobile à proximité du contact fixe avec formation d'un arc électrique. Le but de l'invention est de fournir un dispositif de commande manuelle à enclenchement et/ou déclenchement brusque d'un appareil électrique, qui permette de dissocier l'action faite par l'utilisateur sur l'organe pivotant et le mouvement d'approche ou d'éloignement du contact mobile vis-à-vis du contact fixe, respectivement à la fermeture de l'appareil électrique et à l'ouverture de celui-ci. Le but de l'invention est donc d'éviter que l'opérateur puisse maintenir le dispositif dans une position dans laquelle les contacts peuvent être maintenus de façon forcée en position fermée ou semi-fermée. Un autre but de l'invention est de permettre, en outre, le débrayage de l'organe de commande pivotant, s'il existe une information appropriée ou un défaut sur l'appareil, afin d'interdire l'enclenchement de celui-ci. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne, comprenant un organe de commande monté pivotant sur un support et équipé d'une pièce, telle qu'une biellette ou similaire, agissant directement ou indirectement sur un contact mobile de l'appareil électrique, est caractérisé en ce que l'organe de commande comprend: - une manette d'actionnement comportant une partie cylindrique montée pivotante sur un support tel qu'un boîtier, - un élément dénommé butée, comportant également une partie cylindrique montée pivotante sur le support coaxialement à la manette et indépendamment de celle-ci, la butée étant équipée de la biellette d'actionnement du contact mobile de l'appareil, un ressort de torsion monté entre la manette et la butée pour i15 assurer un entraînement élastique de l'un de ces éléments par rapport à l'autre, et - des moyens assurant, lors du mouvement de la manette vers sa position de fermeture, et sur une certaine plage angulaire, le blocage en rotation de la butée, puis la libération brusque de celle- ci. L'appareil électrique étant en position déclenchée, lorsque l'opérateur exerce une action sur la manette d'actionnement, celle-ci pivote, alors que la butée demeure bloquée en rotation. Il en résulte une mise en tension du ressort de compression. Lorsque, dans la suite du mouvement, la butée est libérée, le ressort se détend brutalement, assurant un pivotement rapide et brusque de la butée et, par suite, I'enclenchement de l'appareil électrique, sans que l'opérateur ne puisse s'opposer à cet enclenchement en maintenant l'appareil dans une position semi-enclenchée. Suivant une forme d'exécution de ce dispositif, la partie cylindrique de la manette d'actionnement comporte une jupe cylindrique extérieure équipée d'un doigt de manoeuvre et une cheminée concentrique intérieure qui, servant à l'engagement sur un axe de rotation, comporte deux épaulements décalés angulairement faisant saillie de sa face extérieure, I'espace annulaire entre la jupe et la cheminée servant au logement du ressort de torsion dont une extrémité prend appui contre l'un des deux épaulements, tandis que la butée comprend, du côté de la manette, un tronçon de surface cylindrique destiné à être engagé à l'intérieur de l'espace annulaire de la manette, au contact de la face extérieure de la cheminée, et comporte une encoche pour l'accrochage d'une extrémité du ressort de torsion. Avantageusement, les moyens assurant le blocage en rotation de la butée sur une certaine plage angulaire d'actionnement de la manette sont constitués par un levier monté pivotant sur le support autour d'un axe parallèle à celui de la manette et de la butée et soumis à l'action d'un ressort maintenant son extrémité en forme de bec, plaquée contre la face extérieure de la butée, cette dernière présentant un évidemment débouchant dans sa face extérieure, dans le fond duquel vient se bloquer le bec du levier, lorsque le fond de l'évidemment se trouve en face de lui, tandis que la manette comporte, faisant saillie de sa face extérieure, un doigt destiné, au cours de son mouvement de pivotement dans un sens d'enclenchement, à prendre appui contre une rampe du levier, pour faire pivoter celui-ci dans un sens de dégagement du bec hors de l'évidemment de la butée et assurer ainsi la libération de celle- ci pour permettre sa rotation. L'évidement ménagé dans la butée peut s'étendre sur une certaine plage angulaire de celle-ci. Ainsi, si en position déclenchée, le bec du levier est déjà engagé dans la butée, il se produit, lors de l'entraînement de la manette, un pivotement de la manette et de la butée, par l'intermédiaire du ressort, jusqu'à ce que le bec se trouve en butée dans le fond de l'évidement. Ce n'est qu'alors que la butée est bloquée en rotation. Lorsque la course d'enclenchement de la manette est pratiquement terminée, le doigt solidaire de la manette et en appui contre une rampe du levier provoque le basculement du bec dans un sens de dégagement hors de l'évidement de la butée, libérant ainsi cette dernière pour permettre la détente du ressort et l'enclenchement de l'appareil électrique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au cours du mouvement de déclenchement, I'un des épaulements de la cheminée de la manette vient prendre appui contre une extrémité du tronçon de surface cylindrique de la butée afin d'actionner celle-ci. En outre, ce dispositif comprend un second ressort de torsion disposé entre la manette et la butée et assurant le respect d'un positionnement angulaire déterminé de la manette et de la butée lorsque le premier ressort de torsion n'est pas sous tension, tandis qu'un ressort de rappel dans la position déclenchée est prévu entre le support et la butée. Lorsque l'appareil est en position enclenchée, le ressort de rappel maintient la manette et la butée dans une position angulaire prédéterminée avec un angle de 30 , la manette se trouvant positionnée en fin de course d'enclenchement. Pour réaliser le déclenchement de l'appareil, I'opérateur actionne la manette dans le sens du déclenchement sur une course d'environ 30 , mouvement au cours duquel se comprime le ressort de rappel. A l'issue de cette course, I'épaulement de la manette prend appui contre l'ergot de la butée pour entraîner positivement celle-ci en rotation, mouvement qui provoque, dans le cas d'un disjoncteur, la rupture de la genouillère qui assurait l'équilibre du disjoncteur en position de fermeture, la butée revenant alors en position déclenchée sous l'action du ressort de rappel. En position déclenchée et lorsque le ressort de torsion n'est plus actif, la butée et la manette sont maintenues dans une position angulaire prédéterminée grâce au second ressort de torsion. Suivant une autre caractéristique de ce dispositif, le levier présente un second bras disposé de l'autre côté de l'axe de rotation par rapport au premier bras équipé d'un bec, ce second bras possédant également un bec destiné à pénétrer dans un second évidemment de la butée, sous l'action d'un actionneur mécanique, par pivotement à l'encontre de l'action du ressort agissant sur le levier, lorsque la butée est en position déclenchée, afin d'éviter l'actionnement de la butée dans un sens d'enclenchement de l'appareil. Il est ainsi possible, en fonction d'une information déterminée telle que l'autorisation d'enclenchement d'un appareil seulement à une heure déterminée, ou encore en raison de l'existence d'un défaut sur l'installation, de commander un actionneur qui fait pivoter le crochet de façon à réaliser le verrouillage de la butée. Dans ce cas, la manette peut être actionnée en pivotement sur toute sa course, sans pouvoir entraîner la butée, la manette étant ramenée en position de déclenchement dès que cesse toute action sur elle en raison de l'action du ressort de torsion, d'une part, et du second ressort assurant le positionnement relatif de la manette et de la butée. La manette peut donc être considérée comme montée "folle" vis-à-vis de la butée. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif d'enclenchement et de déclenchement dans le cas de son application à un disjoncteur: Figures 1 à 3 sont trois vues de ce dispositif de commande et d'une partie du disjoncteur respectivement en position déclenchée, en position intermédiaire et en position enclenchée; Figure 4 est une vue en perspective éclatée des principales pièces constitutives de ce dispositif; Figure 5 est une vue en perspective de la manette Figures 6 et 7 sont deux vues en perspective montrant les deux côtés de la butée; Figures 8 et 9 sont deux vues en perspective du cliquet sous deux faces différentes; Figure 10 est une vue en plan de la butée maintenue en position de verrouillage par l'intermédiaire du levier actionné mécaniquement par un actionneur extérieur. Le dispositif de commande selon l'invention est destiné, dans la forme d'exécution représentée au dessin, à actionner un disjoncteur électrique. Ce disjoncteur comprend, de façon connue, un contact fixe 2 et un contact mobile 3. Le contact mobile 3 est monté à l'intérieur d'un porte- contact 4, I'ensemble contact 3-porte-contact 4 étant soumis à l'action d'un ressort 5. Au porte-contact 4 est associé un cliquet 6 destiné à assurer le maintien du disjoncteur en position de fermeture des contacts, ainsi qu'à libérer le porte-contact 4 et le contact mobile 3 pour permettre l'ouverture des contacts. Ce cliquet peut être actionné par une biellette 7, dont une extrémité est elle-même actionnée par le dispositif de commande 8 selon l'invention. Ce dispositif de commande comprend une manette 9 équipée d'un doigt de manoeuvre 10, ainsi qu'une pièce 12 dénommée butée, sur laquelle est accrochée, dans un trou 13, l'extrémité de la biellette 7. La manette comprend une jupe cylindrique 14 sur laquelle est monté le doigt d'actionnement 10. A l'intérieur de cette jupe est montée concentriquement une cheminée 15 servant à l'engagement de la manette 9 sur un doigt cylindrique 11 solidaire du boîtier, ce doigt servant d'axe de rotation. Sur la cheminée 15 sont ménagés deux épaulements 16 et 17, décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. La butée 12 comprend un fond 18 à partir duquel s'étend une jupe cylindrique 19. Dans la jupe 19 est ménagé un trou central 20 permettant l'engagement de la butée 12 sur l'axe de rotation 11. Du fond 18 fait saillie un tronçon de surface cylindrique 22 destiné à être engagé à l'intérieur de l'espace annulaire 23 ménagé entre la jupe 14 et la cheminée 15 de la manette 9, en contact avec la surface extérieure de la cheminée 15. Un ressort de torsion 24 est logé dans l'espace annulaire 23, une extrémité de ce ressort prenant appui contre l'épaulement 16 de la cheminée 15, et l'autre extrémité de ce ressort étant engagée dans une encoche 25 que comporte le tronçon de surface cylindrique 22 de la butée 12. Comme montré à la figure 6, la butée 12 comprend également un espace annulaire 26 débouchant vers l'extérieur, servant au logement d'un ressort hélicoïdal 27 à double enroulement. La butée 12 comporte une fente 28 pour le passage d'une branche du ressort, tandis que la manette 9 comporte une encoche 29 pour l'accrochage d'une extrémité du ressort. En fait, le ressort 27 comprend une première partie 30, dont les extrémités des branches 32 et 33 sont destinées à être engagées dans la fente 28 de la butée 12 et dans l'encoche 29 de la manette. Cette première partie du ressort sert à assurer un positionnement angulaire de la manette 9 et de la butée 12 lorsque le ressort de torsion 24 n'est pas en action. Le ressort 27 comprend une seconde partie 34, dont une extrémité est constituée par la branche 32 et dont l'autre extrémité comprend une branche 35 transversale, engagée dans une fente de l'axe de rotation 11. Cette seconde partie du ressort sert à assurer le rappel de la butée 12 dans sa position de référence, lorsque aucune action n'est exercée sur elle. La butée présente, en outre, deux évidements 36 et 37 débouchant dans sa surface périphérique et dans sa partie inférieure lorsque le dispositif est en position déclenchée. L'évidement 36, situé en avant dans le sens des aiguilles d'une montre, comprend un fond 38 en forme de bec. L'évidement 37, situé en arrière dans le sens des aiguilles d'une montre, comprend un fond 39 formant une butée. Sur le boîtier du disjoncteur est monté, articulé autour d'un axe 40 parallèle à l'axe 41 de la manette 9 et de la butée 12, un levier 42, comportant un premier bras 43 à I'extrémité libre duquel est monté un bec 44 tourné vers la butée 12. A côté de ce bec 44 est disposée, entre la partie centrale 45 formant axe et l'extrémité du bras 43, une rampe 46. A côté de la rampe 46 est également disposé un doigt 47 servant à l'appui d'un ressort 48, qui maintient le bec 44 en position plaquée contre la butée 12. La manette 9 comporte, sensiblement diamétralement opposée au doigt de manoeuvre 10, un doigt 49 destiné à venir prendre appui contre la butée 46 du levier 42 dans une certaine position angulaire de la manette 9 par rapport à la butée 12, afin de faire pivoter le levier à l'encontre de l'action du ressort 48. Le levier 42 comporte, de l'autre côté de l'axe 45, un second bras 50, dont l'extrémité libre est équipée d'un bec 52 destiné à venir prendre appui dans le fond de l'évidement 37 de la butée 12, contre la paroi de butée 39, pour immobiliser en rotation la butée 12. Ce blocage est obtenu, comme montré à la figure 10, par pivotement du levier 42 sous l'action d'un actionneur mécanique 53. La figure 9 montre également un doigt 54 faisant saillie i15 latéralement du levier, ce doigt étant destiné à coopérer avec un ergot ou similaire, non représenté au dessin, ménagé dans le boîtier pour limiter la course de pivotement du levier et éviter, qu'en conditions normales d'utilisation, le bec 44 ne vienne frotter contre le fond de l'évidement 36 de la butée 12. Le fonctionnement du dispositif de commande selon l'invention est le suivant. Dans la position représentée à la figure 1 au dessin, le disjoncteur est en position déclenchée. Le ressort de torsion 24 n'exerce pas de tension entre la manette 9 et la butée 12. Le positionnement angulaire de la manette et de la butée est réalisé par l'intermédiaire de la partie 30 du ressort 27. Le crochet 44 du levier 42 est engagé dans l'évidement 36 de la butée. Lorsque la manette est entraînée en rotation, passant de la position de figure 1 à la position de figure 2, les parties 32 et 34 du ressort 27 sont comprimées, et le ressort de torsion 24 se comprime légèrement, la butée étant entraînée en rotation par la manette grâce à ce ressort 24. Lorsque la butée 12 arrive dans la position représentée à la figure 2, le bec 44 du levier 42 prend appui contre le bec 38 de l'évidement 36 et empêche la poursuite de la rotation de la butée 12. La manette 9 poursuit son mouvement de rotation sous l'impulsion de l'opérateur, le ressort de torsion 24 se comprimant. Après une certaine plage angulaire de rotation de la manette, et peu avant la position représentée à la figure 3, le doigt 49 de la manette prenant appui contre la rampe 46 du levier, provoque le basculement du bras 43 et du bec 44 vers l'extérieur, assurant une libération brusque de la butée 12 et son pivotement brutal sous l'action de détente du ressort de torsion 24, qui entraîne, par la biellette 7, le cliquet 6 vers la position enclenchée du disjoncteur. Il est clair que ce mouvement brutal échappe à tout contrôle de l'opérateur, qui ne peut s'opposer à cet enclenchement en maintenant la manette dans une position angulaire intermédiaire. Lorsque le disjoncteur est en position de fermeture, la manette demeure dans la position représentée à la figure 3, par action de la partie 30 du ressort 27 qui maintient la manette dans une position angulaire déterminée par rapport à la butée 12. Pour réaliser le déclenchement du disjoncteur, l'opérateur actionne la manette dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Pendant une plage angulaire d'environ 30 , la manette tourne par rapport à la butée, qui demeure retenue par la genouillère. Le ressort 30 est comprimé. Lorsque l'épaulement 17 de la cheminée arrive en contact avec un ergot 55 faisant saillie du fond 18 de la butée, cette dernière est entraînée en rotation. Dès que la genouillère est cassée, la biellette 7 n'exerce plus de retenue de la butée 12, qui revient dans sa position d'origine sous l'action de rappel du ressort 34. Le ressort de torsion 24 étant inactif, le positionnement angulaire de la manette 9 par rapport à la butée 12 est obtenu par le ressort 30. Il peut être noté que, dans ce cas encore, I'opérateur ne peut pas, lorsque la genouillère du disjoncteur a été cassée, s'opposer au mouvement d'ouverture de celui- ci et plus précisément au maintien de celui-ci en position semi-ouverte. Lorsque le disjoncteur est en position de déclenchement, il peut être souhaitable de ne pas pouvoir le ré-enclencher. Dans un tel cas, I'actionneur 53 fait pivoter le levier dans la position représentée à la figure 10, dans laquelle le bec 52 du levier est engagé dans le fond 39 de l'évidement 37 de la butée 12, qui forme une butée pour ce bec. La manette 9 peut être actionnée en rotation, sans aucun effet sur toute sa course, dans la mesure o la butée 12 demeure bloquée en rotation par la branche 50 du levier 42. Comme il ressort de ce qui précède, I'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif de commande manuelle à enclenchement et/ou déclenchement brusque d'un 9 appareil électrique, ne permettant pas le maintien de celui-ci dans une position de semi-ouverture qui est dangereuse et qui risque de détériorer rapidement l'appareil. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif, ni à sa seule application à la commande d'un disjoncteur, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande manuelle à enclenchement et/ou déclenchement brusque d'un appareil électrique, comprenant un organe de commande monté pivotant sur un support et équipé d'une pièce, telle qu'une biellette ou similaire, agissant directement ou indirectement sur un contact mobile de l'appareil électrique, caractérisé en ce que l'organe de commande comprend: - une manette d'actionnement (9) comportant une partie cylindrique (14, 15) montée pivotante sur un support tel qu'un boîtier, un élément dénommé butée (12), comportant également une partie cylindrique (19) montée pivotante sur le support coaxialement à la manette (9) et indépendamment de celle-ci, la butée étant équipée de la biellette (7) d'actionnement du contact mobile de l'appareil, - un ressort de torsion (24) monté entre la manette (9) et la butée (12) pour assurer un entraînement élastique de l'un de ces éléments par rapport à l'autre, et des moyens (36, 42) assurant, lors du mouvement de la manette (9) vers sa position de fermeture, et sur une certaine plage angulaire, le blocage en rotation de la butée (12), puis la libération brusque de celle-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie cylindrique de la manette d'actionnement (9) comporte une jupe cylindrique extérieure (14) équipée d'un doigt de manoeuvre (10) et une cheminée concentrique intérieure (15) qui, servant à l'engagement sur un axe de rotation (11), comporte deux épaulements (16, 17) décalés angulairement faisant saillie de sa face extérieure, I'espace annulaire (23) entre la jupe (14) et la cheminée (15) servant au logement du ressort de torsion (24) dont une extrémité prend appui contre l'un (16) des deux épaulements, tandis que la butée (12) comprend, du côté de la manette (9), un tronçon de surface cylindrique (22) destiné à être engagé à l'intérieur de l'espace annulaire (23) de la manette, au contact de la face extérieure de la cheminée (15), et comporte une encoche (25) pour l'accrochage d'une extrémité du ressort de torsion (24). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens assurant le blocage en rotation de la butée (12) sur une certaine plage angulaire d'actionnement de la manette (9) sont constitués par un levier (42) monté pivotant sur le support autour d'un axe (45) parallèle à celui de la manette (9) et de la butée (12) et soumis à l'action d'un ressort (48) maintenant son extrémité en forme de bec (44), plaquée contre la face extérieure de la butée (12), cette dernière présentant un évidemment (36) débouchant dans sa face extérieure, dans le fond (38) duquel vient se bloquer le bec (44) du levier, lorsque le fond de l'évidemment se trouve en face de lui, tandis que la manette (9) comporte, faisant saillie de sa face extérieure, un doigt (49) destiné, au cours de son mouvement de pivotement dans un sens d'enclenchement, à prendre appui contre une rampe (46) du levier (42), pour faire pivoter celui-ci dans un sens de dégagement du bec hors de l'évidemment (36) de la butée (12) et assurer ainsi la libération de celle-ci pour permettre sa rotation. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au cours du mouvement de déclenchement, I'un (17) des épaulements de la cheminée (15) de la manette (10) vient prendre appui contre une extrémité du tronçon de surface cylindrique (22) de la butée (12) afin d'actionner celle-ci. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un second ressort de torsion (30) disposé entre la manette (9) et la butée (12) et assurant le respect d'un positionnement angulaire déterminé de la manette et de la butée lorsque le premier ressort de torsion (24) n'est pas sous tension, tandis qu'un ressort de rappel (34) dans la position déclenchée est prévu entre le support et la butée (12). 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le levier (42) présente un second bras (50) disposé de l'autre côté de l'axe de rotation par rapport au premier bras (43) équipé d'un bec (44), ce second bras possédant également un bec (52) destiné à pénétrer dans un second évidemment (37) de la butée (12), sous l'action d'un actionneur mécanique (53), par pivotement à l'encontre de l'action du ressort agissant sur le levier, lorsque la butée (12) est en position déclenchée, afin d'éviter l'actionnement de la butée dans un sens d'enclenchement de l'appareil.