Brevet FR2823000A3 — publié le 20021004

FR 2823000 A3 20021004 FR 0204005 A 20020329 DISPOSITIF D'ENCLIQUETAGE AMOVIBLE POUR SOUTENIR UN CORPS SOUMIS A UNE FORCE L'invention concerne un dispositif d'encliquetage amovible pour soutenir un corps soumis à une force, comportant - un cliquet principal amovible soutenant le corps, - un cliquet auxiliaire amovible coopérant avec le cliquet principal, - un élément de commande soutenant ou libérant, suivant sa position, le cliquet auxiliaire. Des dispositifs d'encliquetage de ce genre sont utilisés, dans la technique mécanique, dans nombre de réalisations différentes. Dans le présent contexte, des utilisations dans des appareils de coupure électriques qui contiennent un accumulateur d'énergie mécanique pour l'actionnement de contacts de coupure, sont notamment intéressantes. Il y importe de maintenir à disposition des forces relativement grandes et de les mettre en action au moyen d'une énergie de commande aussi petite que possible et en l'espace d'une durée aussi brève que possible. Ces propriétés d'un dispositif d'encliquetage sont souhaitées de la même manière pour fermer des contacts de coupure ou pour un déclenchement automatique des contacts de coupure en fonction de dispositifs de protection, de surveillance ou de commande. Dans un disjoncteur de protection suivant le DE 28 17667 81, le corps à soutenir est un levier de support d'une tige de commande comportant un levier coudé. Le levier de support est, en l'état encliqueté, maintenu par un cliquet principal qui s'applique, pour sa part, à un cliquet auxiliaire. On utilise, comme élément de commande pour le cliquet auxiliaire, un arbre de déclenchement qui a une lame comme contre-surface pour une surface de travail associée du cliquet principal. Dans un autre dispositif d'encliquetage déjà connu (US 4 301 346), il est prévu côte à côte un cliquet principal et un premier et un second cliquet auxiliaires. Une particularité y consiste en ce que le cliquet principal fait partie d'un dispositif à cliquet principal qui comprend un levier de support et un élément de blocage qui est monté basculant. L'élément de blocage est précontraint à sa position d'encliquetage active par un ressort de rappel par rapport à une butée. Ce dispositif permet une remise à l'état initial du dispositif d'encliquetage, indépendamment du retour du corps à soutenir à sa position de départ. L'invention, qui part de dispositifs du genre explicité dans ce qui précède, vise un dispositif d'encliquetage qui peut être actionné également par une petite force auxiliaire, qui est constitué d'un petit nombre de pièces et qui se distingue par un retard qui n'est que réduit. Suivant l'invention, on y parvient par le fait que le cliquet principal est placé sur le cliquet auxiliaire et y est monté de manière à pouvoir basculer de façon limitée, de telle manière que, lors d'un actionnement de l'élément de commande en vue de libérer le corps soutenu au début du déplacement du cliquet auxiliaire, il se produit un basculement du cliquet principal par rapport au cliquet auxiliaire et, au cours de ce basculement relatif entre le cliquet principal et le corps, un mouvement de roulement, et en ce que le corps ne glisse qu'ensuite, au cours d'un mouvement de glissement, sur le cliquet principal. Le dispositif d'encliquetage suivant l'invention a la propriété que les avantages d'encliquetage à lame et d'encliquetage à galet, à savoir un bref trajet de déclenchement et un faible frottement, sont combinés les uns aux autres. On obtient cela par le fait qu'un basculement du cliquet auxiliaire de seulement un petit nombre de degrés suffit à libérer le corps soutenu. Le mouvement du cliquet principal n'est en l'occurrence pas transformé conformément à un rapport de transmission fixe en un mouvement du cliquet principal, car il se produit entre le cliquet principal et le corps soutenu, tout en conservant le recouvrement, un mouvement de roulement qui n'a pratiquement pas de besoins en énergie. C'est pourquoi la sécurité vis-à-vis d'un relâchement est grande, même après un repos assez long. A l'instant auquel le cliquet principal a achevé son basculement par rapport au cliquet auxiliaire et se déplace alors de manière synchrone au cliquet auxiliaire, il est présent une énergie cinétique suffisante pour vaincre le frottement entre le cliquet principal et le corps à y soutenir, sans retard du déroulement du déplacement. En raison des trajets dans l'ensemble relativement brefs des pièces d'encliquetage, l'énergie reçue par ces pièces est en outre petite. Cela se répercute favorablement sur la durée de vie du dispositif d'encliquetage. Le mouvement de roulement mentionné, précédant le moment où le corps soutenu glisse du cliquet principal, a aussi pour conséquence une séparation de couche limite. Cela entraîne, même pour une longue durée de repos du dispositif d'encliquetage, la même grande vitesse de travail que pour un actionnement fréquent. Suivant un mode de réalisation de l'invention, il est avantageux, pour les propriétés du dispositif d'encliquetage, que l'élément de commande est réalisé en demi-arbre d'encliquetage et le cliquet auxiliaire est réalisé en levier à cliquet à un seul bras, monté basculant à l'une de ses extrémités et coopérant avec l'élément de commande à son extrémité opposée, et en ce que le cliquet principal est réalisé en levier à cliquet à deux bras qui peut basculer par rapport à un tourillon et dont l'une des extrémités comporte une surface de travail concentrique au tourillon, coopérant avec le corps et dont l'autre extrémité a un organe de butée pour limiter le basculement par rapport au cliquet auxiliaire. La longueur du levier à cliquet à un bras, le rapport des longueurs de levier du levier à cliquet à deux bras et la position du palier basculant du levier à cliquet à deux bras sont à la disposition du spécialiste comme paramètres pour donner au dispositif d'encliquetage des propriétés souhaitées. Suivant un mode de réalisation avantageux, la surface de travail concentrique du cliquet principal est disposée à proximité du palier basculant du cliquet auxiliaire et il est monté à l'extrémité opposée, plus éloignée que la surface de travail concentrique du tourillon, une butée pour un ressort de rappel et un moyen d'arrêt pour limiter le mouvement du cliquet principal par rapport à son tourillon. Cette conformation donne un petit angle de basculement du cliquet principal et, par conséquent, un bref trajet du cliquet auxiliaire lors d'un déclenchement du dispositif par l'élément de commande. Suivant un mode de réalisation avantageux, le moyen d'arrêt est un évidement qui est ménagé dans le cliquet auxiliaire et dans lequel rentre l'organe d'arrêt relié au cliquet principal et réalisé en broche d'arrêt. L'utilisation d'un dispositif d'encliquetage du genre explicité dans ce qui précède pour brancher ou débrancher un disjoncteur basse tension est particulièrement avantageuse dans le cadre de l'invention. L'invention est explicitée plus en détail dans ce qui suit à l'aide de l'exemple de réalisation représenté aux figures. La Figure 1 représente schématiquement un dispositif d'encliquetage à l'état de repos encliqueté. la Figure 2 représente un détail de la Figure 1 à plus grande échelle qu'à la Figure 1. Les Figures 3 et 4 représentent le dispositif d'encliquetage à un stade après l'actionnement d'un élément de commande, mais avant la libération d'un corps soutenu. Il est représenté aux Figures 5 et 6 l'état après la libération du corps soutenu. Un disjoncteur basse tension est représenté schématiquement à la Figure 7 comme exemple préféré pour l'utilisation d'un dispositif d'encliquetage suivant les Figures 1 à 6. Il est représenté à la Figure 1 un corps 1 à soutenir qui a le contour d'un secteur de cercle, mais qui peut avoir aussi une autre forme. Le corps 1 est calé sur un arbre 2 et est soumis à l'effet d'une force F qui attaque le corps 1 au moyen d'une tige de traction et exerce sur lui un couple de rotation agissant en sens opposé au sens des aiguilles d'une montre. Il fait partie du dispositif d'encliquetage suivant la Figure 1, de plus, un organe 4 de commande qui est réalisé en demi-arbre 4 d'encliquetage monté tournant. Il est représenté en l'occurrence en coupe une partie du demi-arbre. Un cliquet 5 auxiliaire, qui est réalisé en levier à un bras basculant ayant un palier 6 basculant associé, coopère avec l'organe 4 de commande. Un cliquet 7 principal peut basculer par rapport à un tourillon 10 qui est fixé au cliquet 5 auxiliaire. Des particularités ressortent de la Figure 2 qui est à plus grande échelle que la Figure 1. Comme l'illustre la Figure 2, le cliquet 7 principal est réalisé en levier à deux bras ayant des longueurs de levier inégales. Le bras de levier le plus court porte une surface 8 de travail qui est disposée concentriquement au tourillon 10 et sur laquelle le corps 1 repose par une surface 11 de travail sensiblement plane. Il est monté sur le bras de levier le plus long du cliquet 7 principal un organe 12 d'arrêt réalisé en broche d'arrêt. Il est prévu, de plus, sur le bras de levier le plus long une ouverture ou un oeillet comme butée d'un ressort 14 de rappel qui est réalisé en ressort de traction et dont l'autre extrémité attaque le cliquet 5 auxiliaire. Le cliquet 7 principal est précontraint par le ressort 14 de rappel en sens opposé au sens des aiguilles d'une montre, de telle manière que l'organe 12 d'arrêt s'applique à l'extrémité droite d'un moyen 13 d'arrêt réalisé en évidement du cliquet 5 auxiliaire. L'organe 4 de commande, le palier 2 et le palier 6 basculant sont disposés à des distances fixes prescrites les uns des autres et peuvent être disposés, par exemple, sur une paroi 15 de support tronqué qui est indiquée à la Figure 1 et qui fait partie d'un dispositif d'entraînement d'un disjoncteur basse tension. Il est explicité dans ce qui suit les opérations lors de l'actionnement du dispositif d'encliquetage décrit, à l'aide des Figures 3 et 4 et 5 et 6, dans lequel le dispositif d'encliquetage est représenté dans des vues correspondant aux Figures 1 et 2. La libération du corps 1 est initiée, suivant les Figures 3 et 4, par le fait que l'organe 4 de commande est tourné en sens opposé au sens des aiguilles d'une montre jusqu'au glissement du cliquet 5 auxiliaire sur la région de demi-arbre. On considère maintenant un état dans lequel l'angle de basculement du cliquet auxiliaire est de 10. Cet angle ne fait pas encore que la surface 11 de travail plane du corps 1 se sépare de la surface 8 de travail concentrique du cliquet 7 principal. Bien au contraire, l'angle d'attaque de la surface 11 de travail plane sur le cliquet 5 principal change d'abord, car celuici est basculé à l'encontre de l'effet du ressort 14 de rappel dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à son tourillon 10 jusqu'à ce que l'organe 12 de butée vienne en application au bord gauche du moyen 13 d'arrêt. Si cet état est atteint, le recouvrement entre la surface 8 de travail concentrique et la surface 11 de travail plane se réduit dans le même sens que la suite du déplacement du cliquet 5 auxiliaire. Cela fait, suivant les Figures 5 et 6, pour un angle de basculement du cliquet 5 auxiliaire de 30 (par rapport à la position de départ à la Figure 1), que la surface 11 de travail plane du corps 1 glisse de la surface 8 de travail concentrique sur le cliquet 7 principal et donc que la force F est libérée comme cela est voulu. Ainsi, par exemple les contacts de coupure du disjoncteur basse tension mentionné sont fermés. Outre la disposition décrite des pièces qui coopèrent, leur dimension a aussi une influence sur le déroulement souhaité du mouvement qui se distingue par une force de déclenchement relativement petite sur l'organe 4 de commande et un petit angle de basculement du cliquet 5 auxiliaire. Les figures illustrent notamment que le tourillon 10 du cliquet 7 principal est monté plus près du palier 6 basculant du cliquet 5 auxiliaire que de l'organe 4 de commande. De plus, la région 8 du cliquet 7 principal entoure le tourillon 10 à une distance relativement petite, ce qui fait que, pour un très petit angle de basculement du cliquet 5 auxiliaire, il se produit le mouvement relatif décrit du cliquet 7 principal par rapport au cliquet 5 auxiliaire. Enfin, le déroulement du mouvement peut être influencé par le fait que la dimension du ressort 14 de rappel et du moyen 13 d'arrêt est adaptée suivant les besoins. Mais le principe de l'invention de permettre un mouvement d'initiation de pièces d'encliquetage et de mettre ainsi à disposition de l'énergie cinétique qui est utilisée ensuite pour détacher le point d'encliquetage principal est actif indépendamment de ces particularités. Pour illustrer encore l'utilisation d'un dispositif d'encliquetage suivant l'invention, la Figure 7 représente schématiquement un disjoncteur 20 basse tension comportant un système 21 de contact de coupure et une chambre 22 d'extinction associée. Un contact 23 de coupure mobile peut passer par un dispositif 24 d'entraînement, au moyen d'un dispositif 25 à levier, en sa position de fonctionnement en laquelle il s'applique à un contact 26 de coupure fixe. L'énergie mécanique nécessaire à cet effet est prélevée d'un ressort accumulateur. Le dispositif d'encliquetage décrit précédemment fait en l'occurrence partie du dispositif 24 d'entraînement, l'arbre 2 étant un arbre de commande du disjoncteur 20 réalisé de manière multipolaire, qui sert en même temps à la fermeture et à l'ouverture de plusieurs systèmes 21 de contact de coupure. L'actionnement du demi-arbre 14 de déclenchement peut s'effectuer en l'occurrence aussi bien manuellement au moyen d'une touche 28 de pression disposée côté frontal sur le disjoncteur 20 ou au moyen d'une commande à distance par un électro-aimant 29. En raison de ses bonnes propriétés, le dispositif d'encliquetage décrit convient pareillement pour ouvrir le système 21 de contact de coupure, c'est-à-dire pour faire passer le contact 23 de coupure mobile de la position en fonction à sa position hors fonctionnement suivant la Figure 7. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'encliquetage amovible pour soutenir un corps (1) soumis à une force, comportant - un cliquet (7) principal amovible soutenant le corps (1), - un cliquet (5) auxiliaire amovible coopérant avec le cliquet (7) principal, - un élément (4) de commande soutenant ou libérant, suivant sa position, le cliquet (5) auxiliaire, caractérisé en ce que le cliquet (7) principal est placé sur le cliquet (5) auxiliaire et y est monté de manière à pouvoir basculer de façon limitée, de telle manière que, lors d'un actionnement de l'élément (4) de commande en vue de libérer le corps (1) soutenu au début du déplacement du cliquet (5) auxiliaire, il se produit un basculement du cliquet (7) principal par rapport au cliquet (5) auxiliaire et, au cours de ce basculement relatif entre le cliquet (7) principal et le corps (1), un mouvement de roulement, et en ce que le corps (1) ne glisse qu'ensuite, au cours d'un mouvement de glissement, sur le cliquet (7) principal. 2. Dispositif d'encliquetage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (4) de commande est réalisé en demi-arbre d'encliquetage et le cliquet (5) auxiliaire est réalisé en levier à cliquet à un seul bras, monté basculant à l'une de ses extrémités et coopérant avec l'élément (4) de commande à son extrémité opposée, et en ce que le cliquet (7) principal est réalisé en levier à cliquet à deux bras qui peut basculer par rapport à un tourillon (10) et dont l'une des extrémités comporte une surface (8) de travail concentrique au tourillon (10), coopérant avec le corps (1) et dont l'autre extrémité a un organe de butée pour limiter le basculement par rapport au cliquet (5) auxiliaire. 3. Dispositif d'encliquetage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface (8) de travail concentrique du cliquet (7) principal est disposée à proximité du palier (6) basculant du cliquet (5) auxiliaire et en ce qu'il est monté à l'extrémité opposée, plus éloignée que la surface (8) de travail concentrique du tourillon (10), une butée pour un ressort (14) de rappel et un moyen (13) d'arrêt pour limiter le mouvement du cliquet (7) principal par rapport à son tourillon (10). 4. Dispositif d'encliquetage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen (13) d'arrêt est un évidement qui est ménagé dans le cliquet (5) auxiliaire et dans lequel rentre l'organe (12) d'arrêt relié au cliquet principal et réalisé en broche d'arrêt. 5. Utilisation d'un dispositif d'encliquetage suivant l'une des revendications précédentes pour brancher ou débrancher un disjoncteur (20) basse tension.