Brevet FR2836277A1 — publié le 20030822

Mécanisme de commande à ressorts pour disjoncteur à mouvement rectiligne La présente invention concerne un mécanisme de commande à ressorts pour disjoncteur à mouvement rectiligne, permettant d'effectuer un cycle : ouverture, fermeture, et réouverture, ledit mécanisme agissant sur une tige de commande du disjoncteur, et comprenant un ressort de fermeture et un ressort d'ouverture, coaxiaux, ledit ressort d'ouverture étant monté autour de ladite tige de commande, dans un carter cylindrique fixe lié au disjoncteur, entre un fond fixe du carter et une pièce d'appui liée à la tige de commande au voisinage de son extrémité libre. Le brevet français 2 747 502 décrit une commande de disjoncteur telle que cidessus qui comprend un moteur de réarmement du ressort de fermeture commandé dans les deux sens de rotation ce qui complique la commande. Par ailleurs, lors de la fermeture du disjoncteur, le couplage entre l'extrémité de la tige de commande et un cylindre poussé par le ressort de fermeture est effectué par l'intermédiaire de doigts escamotables, il en résulte un risque de griffage. La présente invention a pour but de proposer un mécanisme de commande évitant ces inconvénients, plus simple et dans lequel l'excès d'énergie emmagasiné dans le ressort de fermeture est récupéré. L'invention a ainsi pour objet un mécanisme de commande à ressorts pour disjoncteur à mouvement rectiligne, permettant d'effectuer un cycle : ouverture, fermeture et réouverture, ledit mécanisme agissant sur une tige de commande du disjoncteur, et comprenant un ressort de fermeture et un ressort d'ouverture, ledit ressort d'ouverture agissant sur ladite tige de commande, caractérisé en ce que le ressort de fermeture agit sur l'extrémité d'une manivelle, dont l'autre extrémité est liée à un arbre, solidaire d'un volant d'inertie, et sur lequel est montée une came de fermeture qui coopère avec un galet de roulement situé sur ladite tige de commande, en ce qu'un verrou de fermeture permet de maintenir le ressort de fermeture en position bandée, l'ouverture de ce verrou libérant le ressort de fermeture et provoquant la rotation de ladite came dans le sens où elle assure la fermeture du disjoncteur et le réarmement du ressort d'ouverture, et en ce qu'il comprend un moteur de réarmement accouplé, par l'intermédiaire d'un mécanisme à roue libre, audit arbre, un verrou déclencheur d'ouverture permettant le maintien de la tige de manoeuvre en position fermée du disjoncteur contre l'effort dudit ressort d'ouverture et étant commandable à l'ouverture. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description d'un exemple particulier de l'invention faite ci-après en regard du dessin annexé dans lequel : La fig. 1 montre en élévation un mécanisme de commande pour disjoncteur selon l'invention dans un état correspondant à la position fermée du disjoncteur et avec le ressort de fermeture bandé. La fig. 2 est une vue en coupe selon II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe selon A-A de la fig. 2 montrant le mécanisme dans la même position que les fig. 1 et 2, c'est-à-dire en position fermée, ressort de fermeture bandée, avant un cycle : ouverture, fermeture, réouverture du disjoncteur. La fig. 4 est une vue partielle en coupe selon IV-IV de la fig. 2. Les fig. 5 à 7 sont des coupes selon A-A de la fig. 2, mais respectivement dans les états correspondants au cycle ouverture, fermeture, réouverture du disjoncteur. En se reportant aux fig. 1,2, 3 et 4, on voit schématiquement représenté un mécanisme de commande à ressorts rectilignes pour disjoncteur permettant d'effectuer un cycle ouverture, fermeture, réouverture du disjoncteur. Sur ces figures, le mécanisme est montré dans un état correspondant à la position fermée du disjoncteur, avant un tel cycle et donc avec les deux ressorts : d'ouverture et de fermeture bandés. Le disjoncteur comporte une enveloppe externe isolante 1, partiellement représentée, contenant l'ensemble des organes actifs et on a figuré symboliquement sa fonction sous la forme d'un interrupteur 2 en position fermée sur les fig. 1, 2,3 et 5 et en position ouverte sur les fig. 4 et 6. Une tige de manceuvre 3 est reliée d'une manière connue aux organes mobiles. Le mécanisme de commande comporte un corps fixe de mécanisme 4 comprenant un carter cylindrique 5 et un boîtier-châssis 6 liés l'un à l'autre par des brides 7,8. L'ensemble du corps de mécanisme est fixé par une bride 9 à l'enveloppe isolante 1. Les parties actives du mécanisme comportent d'abord un ressort de fermeture 10 et un ressort d'ouverture 11. Ces ressorts sont du type ressort à boudin à axes rectilignes et coaxiaux. Le ressort d'ouverture 11 est monté autour de la tige de manoeuvre 3 à l'intérieur du carter cylindrique 5 fixe en appui d'une part contre un fond fixe 12 du carter et d'autre part contre un anneau coulissant 13 lié à la tige de manoeuvre 3 par un axe 14 au voisinage de l'extrémité libre de la tige de manoeuvre. La tige de manoeuvre 3 se termine par une chape 15 qui porte un axe 16 sur lequel est monté un galet de roulement 17. L'axe 16 traverse la chape 15 de part en part et ses extrémités sont guidées dans des lumières 18 et 19 pratiquées dans deux parois opposées 20 et 21 du boîtier-châssis 6. Le ressort de fermeture 10 entoure le carter cylindrique fixe 5 et prend appui d'une part contre l'épaulement que forme la bride 9 et d'autre part contre un second anneau coulissant 22 pouvant coulisser le long du carter cylindrique 5 et auquel sont articulés, par l'une de leurs extrémités, deux bielles 23 et 24 dont l'autre extrémité est articulée, pour l'une, à une manivelle 25 et pour l'autre à un volant d'inertie 26, la manivelle et le volant étant solidaires d'un arbre 27 auquel est liée une came 28 destinée à coopérer avec le galet de roulement 17, situé à l'extrémité libre de la tige de manoeuvre 3, pour la fermeture du disjoncteur. Par ailleurs, un moteur de réarmement 29 est accouplé à l'arbre 27 par l'intermédiaire du volant 26 denté extérieurement et de pignons 30,31 et 32, le pignon 32 étant un pignon à mécanisme de roue libre. Le moteur 29 est à sens de rotation unique entraînant le volant denté 26 et la came 28 dans le sens indiqué par les flèches F sur les fig. 1 et 3. Enfin, le mécanisme comprend un verrou déclencheur d'ouverture 33 qui permet de maintenir la tige de manoeuvre 3 dans la position qui correspond à la position fermée du disjoncteur avec le ressort d'ouverture 11 comprimé. Ce verrou supporte l'effort du ressort d'ouverture 11 et il est commandable à l'ouverture par le système de commande, non décrit, du disjoncteur. Le déverrouillage provoque l'ouverture du disjoncteur. Le verrou 33, comme on le voit bien fig. 2, s'applique à l'une des branches de la chape 15, donc très près de l'axe de la tige de manoeuvre 3. Un verrou de fermeture 34 permet de maintenir le ressort de fermeture 10 en position bandée. Ce verrou est en prise sur le volant denté 26 et, comme on le voit sur la fig. 1, dans la position verrouillée, le ressort de fermeture 10 bandé, la bielle 24 est dans une position tendant à entraîner le volant 26 et donc l'axe 27 et la came 28 dans le sens de la flèche F c'est-à-dire le même sens que le sens d'entraînement de ces mêmes pièces 26,27, 28 par le moteur de réarmement 29. Dans cette position, la came 28, comme on le voit fig. 1,2 et 3 est dans une position permettant l'ouverture du disjoncteur si le verrou déclencheur d'ouverture 33 est déclenché : c'est le cas de la position représentée fig. 5. Dans cette position de la fig. 5, correspondant à la position première ouverture du cycle ouverture, fermeture, ouverture, si le verrou de fermeture 34 est commandé pour se dégager, la puissance du ressort de fermeture 10 est libérée, entraînant par les bielles 23,24, le volant 26 et donc l'arbre 27 et la came 28 en rotation dans le sens de la flèche F provoquant la fermeture du disjoncteur, on est alors dans la position de la fig. 6 correspondant à la position Fermeture du cycle Ouverture, Fermeture, Ouverture du disjoncteur. Le verrou déclencheur d'ouverture 33 s'est remis en place et l'inertie acquise du volant et de la came est récupérée, recomprimant en partie le ressort de fermeture 10, la came s'arrêtant ainsi dans une position angulaire dépassant, comme on le voit sur cette fig. 6, la position nécessaire pour assurer la fermeture du disjoncteur. Un moyen antiretour est prévu, par exemple au niveau des pignons, du volant 26 ou du moteur de réarmement 29. Si le défaut persiste, le verrou déclencheur d'ouverture 33 est commandé à l'ouverture et le ressort d'ouverture 11 se débande entraînant l'ouverture du disjoncteur : les deux ressorts 10 et 11 sont débordés, le disjoncteur est ouvert, on est à la position seconde Ouverture du cycle ouverture, Fermeture, Ouverture, représentée fig. 7. Pour revenir à la position initiale de fermeture : fig. 1,2 ou 3, le moteur 29 entraîne le volant jusqu'à ce que la came soit en position basse, ressort 10 comprimé et on empêche le verrou 34 de bloquer le volant : sous la poussée du ressort 10 il se re-débande (came en haut) assurant la fermeture du disjoncteur, ressort 11 comprimé le verrou 33 se met en place, l'inertie entraîne le volant et la came un peu plus loin et le moteur reprend le relais pour terminer la rotation du volant et de la came dans la position représentée fig. 1,2 et 3, le ressort 10 est rebandé, le verrou 34 se remet en place. Pour ce fonctionnement, le pignon à roue libre 32 est indispensable. Grâce à l'énergie cinétique récupérée du volant et la came à la fin d'une opération de fermeture, le dimensionnement du moteur de réarmement 29 peut être réduit. Dans l'exemple représenté, le mécanisme comprend, comme on le voit sur les figures 2,3, 5 à 7, un dispositif d'amortissement hydraulique comprenant une chambre 35, au-dessus du fond fixe 12, dans le carter cylindrique 5. Dans cette chambre, la tige de manoeuvre 3 comprend un piston 36 se déplaçant dans un cylindre formé par un tube 37 percé de trous tels que 38,39. L'ensemble de la chambre est rempli d'un liquide. REVENDICATION 1. Mécanisme de commande à ressorts pour disjoncteur à mouvement rectiligne, permettant d'effectuer un cycle : ouverture, fermeture et réouverture, ledit mécanisme agissant sur une tige de commande (3) du disjoncteur, et comprenant un ressort de fermeture (10) et un ressort d'ouverture (11), ledit ressort d'ouverture (11) agissant sur ladite tige de commande (3), caractérisé en ce que le ressort de fermeture (10) agit sur l'extrémité d'une manivelle (25), dont l'autre extrémité est liée à un arbre (27), solidaire d'un volant d'inertie (26), et sur lequel est montée une came de fermeture (28) qui coopère avec un galet de roulement (17) situé sur ladite tige de commande (3), en ce qu'un verrou de fermeture (34) permet de maintenir le ressort de fermeture (10) en position bandée, l'ouverture de ce verrou libérant le ressort de fermeture (10) et provoquant la rotation de ladite came (28) dans le sens où elle assure la fermeture du disjoncteur et le réarmement du ressort d'ouverture (11), et en ce qu'il comprend un moteur de réarmement (29) accouplé, par l'intermédiaire d'un mécanisme à roue libre (32), audit arbre (27), un verrou déclencheur d'ouverture (33) permettant le maintien de la tige de manoeuvre (3) en position fermée du disjoncteur contre l'effort dudit ressort d'ouverture (11) et étant commandable à l'ouverture. 2. Mécanisme de commande à ressorts selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits ressorts de fermeture et d'ouverture sont rectilignes et coaxiaux à ladite tige de commande (3). 3. Mécanisme de commande à ressorts selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ressort d'ouverture (11) est monté autour de ladite tige de commande (3), dans un carter cylindrique fixe (5) lié au disjoncteur, entre un fond fixe (12) du carter et une pièce d'appui (13) liée à la tige de commande au voisinage de son extrémité libre. 4. Mécanisme de commande à ressorts selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit ressort de fermeture (10) entoure ledit carter cylindrique et prend appui d'une part contre un épaulement (9) dudit carter (5) et d'autre part contre un anneau (22) coulissant le dong dudit carter, au moins une bielle (23) étant articulée d'une part audit anneau coulissant (22) et d'autre part à l'extrémité de ladite manivelle (25). 5. Mécanisme de commande à ressorts selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit galet de roulement (17) est situé à l'extrémité libre de ladite tige de commande (3). 6. Mécanisme de commande à ressorts selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite tige de manoeuvre (3) est entourée d'un dispositif d'amortissement hydraulique qui comprend une chambre (35) en forme de cylindre creux dont le fond et le couvercle sont traversés par ladite tige de manoeuvre et d'un piston (36) solidaire de ladite tige de manoeuvre.