Brevet FR2835648A1 — publié le 20030808

L'invention concerne un dispositif de commutation électrique présentant un premier contact de commutation, comportant un premier élément de contact entraînable et un premier élément de contact entraînable homologue, et un deuxième contact de commutation comportant un deuxième élément de contact entraînable et un deuxième élément de contact entraînable homologue, dans lequel chacun des éléments de contact entraînables est entraînable au moyen d'une combinaison d'un élément de commande et d'un élément de balayage coopérant avec l'élément de commande. Un dispositif de commutation de ce type est par exemple enseigné dans la publication DE 196 15 912. Un dispositif décrit dans la publication comporte plusieurs contacts de commutation qui sont disposés à l'intérieur d'un boîtier de commutateur. Les contacts de commutation sont associés à des éléments de commande qui comportent des contours de commande se présentant sous la forme d'une gorge. Les contours de commande coopèrent avec des éléments de commande. Lesdits éléments de commande sont conformés en goujons disposés sur des bras de manivelle. Les bras de manivelle sont montés à rotation sur un arbre commun. La forme spéciale des contours de commande permet aux éléments de contact entraînables des contacts de commutation d'effectuer un mouvement d'avancement et de recul lorsque les éléments de commande sont en rotation. Les contacts de commutation individuels sont disposés décalés le long de l'arbre pour garantir une liberté de mouvement suffisante des modules mobiles. Outre la structure mécanique onéreuse, le décalage axial des contacts de commutation les uns par rapport aux autres rend nécessaire un espace de construction important. Le but de la présente invention est de conformer un dispositif de commutation électrique de la technique antérieure de façon à permettre un agencement plus compact des contacts de commutation. En ce qui concerne le dispositif de commutation électrique de la technique susmentionnée, le but est atteint selon l'invention en ce qu'un élément de balayage est relié à chacun des éléments de contact entraînables et un élément de commande commun coopérant avec les éléments de balayage est apte à être mis en rotation par un dispositif d'entraînement L'utilisation d'un élément de commande commun, qui est associé à chacun des éléments de contact entraînables, permet de réduire le nombre des composants nécessaires pour entraîner les éléments de contact entraînables. Il est possible de réduire le volume de construction en réduisant les composants. En outre, l'élément de commande commun permet de réduire le décalage latéral et donc l'encombrement de l'agencement des contacts de commutation. Dans le cas idéal, aucun décalage latéral n'existe entre les contacts de commutation. Dans ce cas, les pistes de déplacement des éléments de contact entraînables se trouvent dans le plan dans lequel l'élément de commande commun est apte à tourner. En particulier, des conformations simples sont possibles lorsque les éléments de balayage et les éléments de commande présentent différents principes de construction. Des gorges, des coulisses ou des nervures ainsi que les goujons d'écartement des éléments de balayage et les coulisses sont par exemple prévus comme éléments de commande ainsi que comme éléments de balayage associés Il peut ainsi être prévu que les modules qui forment l'élément de commande dans une première construction soient utilisés dans une deuxième construction comme élément de balayage, c'est-à-dire que les termes élément de commande et élément de balayage ne sont pas définis pour une conformation déterminée. Avantageusement, il peut être prévu qu'un évidement ménagé dans l'un des éléments de commande ou des éléments de balayage soit conformé en contour de commande. Un contour de commande est approprié de façon particulière pour générer des mouvements déterminés. Le contour de commande peut alors commander le profil de temps et de vitesse d'un mouvement de l'élément de contact entraînable. Une conformation du contour de commande en évidement est une variante de conformation de construction simple et robuste. L'évidement peut alors être conformé aussi bien en gorge ou en perçage borgne qu'en perçage traversant ou en ouverture comblée par un matériau. Une autre conformation avantageuse prévoit de conformer un contour de commande en saillie prévue sur l'un des éléments de commande ou des éléments de balayage. Un contour de commande conformé en saillie peut être balayé dans plusieurs plans. Un seul et même contour de commande permet donc de balayer par exemple aussi bien en hauteur que latéralement. De même, comme dans le cas d'une conformation du contour de commande en évidement, une conformation d'un contour de commande en saillie ou en nervure doit également être évaluée comme une construction robuste. Avantageusement, il peut en outre être prévu qu'une portion du contour de commande commande aussi bien le premier que le deuxième élément de contact entraînable. L'utilisation commune d'une portion du contour de commande permet de réduire la taille globale du contour de commande. Il est ainsi obtenu des conformations particulièrement compactes pour le contour de commande et en conséquence des dimensions également plus compactes pour l'élément de commande ou l'élément de balayage. Il peut en outre être avantageusement prévu que le contour de commande bloque dans des positions déterminées d'un élément de contact entraînable un mouvement de l'autre élément de contact entraînable. Pour des contacts de commutation déterminés, il est nécessaire que ceux-ci puissent être utilisés seulement en fonction de la position de commutation d'un autre contact de commutation. Ainsi, des contacts de commutation destinés à mettre à la terre une section de barre collectrice ne doivent pouvoir être commutés que si la section de barre collectrice a été préalablement isolée au moyen d'un autre contact de commutation. Un verrouillage mécanique des éléments de contact entraînables est particulièrement approprié pour réaliser des verrouillages de ce type. Pour garantir une commutation particulièrement rapide ou également une commutation sans interruption, il est avantageux de déplacer par exemple l'un des éléments de contact pour l'amener déjà dans sa position en contact, tandis que l'autre élément de contact entraînable est déplacé de sa position encore en contact dans sa position hors contact. Il peut également être prévu de déplacer chacun des éléments de contact entraînables en même temps ou immédiatement les uns après les autres de sa position en contact dans la position hors contact, et inversement. Avantageusement, il peut être prévu qu'une portion du contour de commande s'étende concentriquement autour de l'élément de commande ou de l'élément d'entraînement commun. Un tel agencement permet de façon simple de maintenir en position les éléments de contact entraînables en dépit d'un mouvement de l'élément de commande ou de l'élément de balayage rotatif. C'est particulièrement nécessaire lorsqu'il faut déplacer encore d'autres modules au moyen du dispositif d'entraînement destiné à entraîné l'élément de commande sans déplacer les éléments de contact entraînables. La portion concentrique permet en outre de maintenir de façon simple un élément de contact entraînable dans sa position de repos, pendant le déplacement de l'autre élément de contact entraînable. En outre, il peut être particulièrement avantageux que l'axe de rotation de l'élément de commande ou de l'élément d'entraînement commun soit entouré par un contour de commande en forme de U. Un contour de commande en forme de U permet de disposer sur une surface très compacte un contour de commande particulièrement très allongé qui est apte à être balayé. En particulier lorsque le centre de rotation se trouve à l'intérieur de la région limitée par les flancs du contour de commande en forme de U, l'espace nécessaire à un mouvement de rotation est limité à une faible grandeur. Avantageusement, il peut être prévu que l'élément de commande comporte une coulisse et que l'élément de balayage comporte un goujon Des éléments de balayage et des éléments de commande de ce type sont de fabrication peu onéreuse et sont fiables. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit en détail dans la suite en se référant aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente une variante de conformation d'un dispositif de commutation électrique comportant un premier contact de commutation et un deuxième contact de commutation dans un premier état de commutation, la figure 2 représente la première variante de conformation dans un deuxième état de commutation, la figure 3 représente la première variante de conformation dans un troisième état de commutation, et la figure 4 est une représentation schématique d'une deuxième variante de conformation. Le dispositif de commutation électrique 1 représenté dans la figure 1 comporte comme premier contact de commutation un sectionneur électrique 2 ainsi que comme deuxième contact de commutation un interrupteur de mise à la terre 3. Le sectionneur 2 comporte un premier élément de contact 4 entraînable ainsi qu'un premier élément de contact homologue 5. L'interrupteur de mise à la terre 3 comporte un deuxième élément de contact 6 entraînable ainsi qu'un deuxième élément de contact homologue 7 Le premier élément de contact entraînable 4 ainsi que le deuxième élément de contact entraînable 6 présentent un contour extérieur de forme sensiblement cylindrique. Le premier élément de contact entraînable 4 ainsi que le deuxième élément de contact entraînable 6 sont mobiles en translation le long de leur axe de cylindre. Pour mettre en contact électrique le premier élément de contact entraînable 4 avec le deuxième élément de contact entraînable 6, et guider lesdits éléments de contact mécaniquement, les éléments de contact entraînables 4,6 sont entourés concentriquement par des éléments de mise en contact et de guidage 8a, 8b. Des conducteurs électriques, qui peuvent être mis en contact entre eux au moyen des éléments de contact entraînables associés 4,6, peuvent être raccordés respectivement aux éléments de contact homologues 5,7 ainsi qu'aux éléments de mise en contact et de guidage 8a, 8b. Les éléments de contact homologues 5,7 ainsi que les éléments de mise en contact et de guidage 8a, 8b sont conformés en coquille en vue de commander le champ électrique. Un dispositif d'entraînement non représenté est destiné à déplacer le premier élément de contact entraînable 4 ainsi que le deuxième élément de contact entraînable 6. Ce dispositif d'entraînement entraîne en rotation un arbre d'entraînement 11 autour d'un axe de rotation 10. Un élément de commande 9 est solidaire de l'arbre d'entraînement 11. L'élément de commande 9 est conformé sensiblement en disque. Une coulisse 12 est insérée dans l'élément de commande 9. La coulisse 12 est conformée en ouverture entièrement traversée par l'élément de commande 9. Les faces, opposées aux éléments de contact homologues 5,7, des éléments de contact entraînables 4,6 comportent chacune une fente ménagée du côté frontal, s'étendant à travers leurs axes de cylindre longitudinaux et destinée à recevoir l'élément de commande 9 qui s'étend parallèlement au plan du dessin. Des perçages traversant, s'étendant perpendiculairement aux fentes, sont ménagés dans les extrémités bifurquées formées par les fentes. Un premier goujon peut être inséré et immobilisé dans les perçages du premier élément de contact entraînable 4. Un deuxième goujon peut être inséré et immobilisé dans les perçages du deuxième élément de contact entraînable 6. La flèche portant la référence numérique 13 indique le lieu d'insertion du premier goujon. La flèche portant la référence numérique 14 indique le lieu d'insertion du deuxième goujon. Dans les figures 1 à 3, on a omis de représenter le premier goujon et le deuxième goujon pour faire ressortir plus clairement la coulisse 12 et sa portion de trajectoire 12a Le premier goujon et le deuxième goujon sont introduits dans les perçages ménagés dans les éléments de contact entraînables respectifs 4,6 En outre, le premier goujon et le deuxième goujon sont introduits dans l'ouverture de la coulisse 12 de l'élément de commande 9. Le premier goujon et le deuxième goujon jouent le rôle d'éléments de balayage dans la présente de conformation. L'élément de commande 9 est guidé dans les fentes frontales des éléments de contact entraînables 4,6. Un mouvement de rotation de l'élément de commande 9 est maintenant effectué lors d'un mouvement de rotation de l'arbre de rotation 11 Un mouvement de la coulisse 12 a lieu en conséquence. A partir du premier état de commutation représenté dans la figure 1 (sectionneur 2 ouvert, interrupteur de mise à la terre 3 ouvert), une rotation de l'arbre d'entraînement 11 dans le sens horaire est tout d'abord effectuée en vue de mettre en contact l'interrupteur de mise à la terre 3. Un mouvement du deuxième élément de contact entraînable 6 est effectué le long de son axe de cylindre en direction du deuxième élément de contact homologue 7 en raison du contour en forme de U de la portion de trajectoire 12a et de la coopération du deuxième goujon avec la coulisse 12. Le processus de contact de l'interrupteur de mise à la terre 3 est isolé lorsque le deuxième élément de contact entraînable a atteint la position de contact (figure 2, deuxième état de commutation) La conformation concentrique de la portion de trajectoire 12a et de la coulisse 12 par rapport à l'axe de rotation 10 permet de maintenir le premier élément de contact 4 dans sa position hors contact pendant le processus de mise en contact de l'interrupteur de mise à la terre 3. Le contour de la coulisse 12 ne permet pas au premier élément de contact entraînable 4 de se déplacer lorsque l'interrupteur de mise à la terre 3 est en contact C'est-à-dire que le premier élément de contact entraînable 4 est verrouillé. S'il est prévu maintenant une ouverture de l'interrupteur de mise à la terre 3 (figure 2), l'arbre d'entraînement 11 et l'élément de commande 9, relié rigidement à l'arbre d'entraînement 11, effectue un mouvement de rotation dans le sens antihoraire. Le deuxième élément de contact entraînable 6 est ramené dans sa position hors contact (figure 1). Le premier élément de contact entraînable 4 est maintenu en outre dans sa position hors contact S'il est prévu une mise en contact de l'interrupteur de mise à la terre 2, l'arbre d'entraînement 11 est mis en rotation dans le sens antihoraire à partir du premier état de commutation (figure 1). La coopération du premier goujon avec la coulisse 12 de l'élément de commande 8 permet maintenant au premier élément de contact entraînable 4 de passer de la position hors contact dans la position en contact. La mise en contact du premier élément de contact homologue 5 permet d'isoler le processus de mise en contact du sectionneur 2 (figure 3, troisième état de commutation) Pendant le mouvement du premier élément de contact entraînable 4, le deuxième élément de contact entraînable 6 est maintenu dans sa position hors contact. Le deuxième goujon balaie alors partiellement la même portion, disposée concentriquement à l'axe de rotation 10, de la coulisse tout comme le premier goujon lors du processus de mise en contact de l'interrupteur de mise à la terre 3. Lorsque le sectionneur 2 est mis en contact, une mise en contact de l'interrupteur de mise à la terre 3 n'est pas possible. Le deuxième élément de contact entraînable 6 est verrouillé par la coulisse 12 de l'élément de commande 9. Pour mettre hors contact le sectionneur 2, l'élément de commande 9 doit tourner dans le sens horaire. La figure 4 est une représentation schématique du même dispositif de commutation que dans les figures 1,2 et 3. La figure 4 représente un mode de réalisation de l'élément de commande et de l'élément de balayage qui est différent du premier exemple de réalisation. Un levier 15 est maintenant fixé rigidement à l'arbre d'entraînement 11. Le levier 15 comporte un goujon de levier 16. Une première coulisse 18 de la deuxième variante de conformation est disposée sur le premier élément de contact entraînable 17 de la deuxième variante de conformation. La première coulisse 18 est montée sous la forme d'une gorge dans la surface de l'extrémité, aplatie et opposée à l'élément de contact homologue associé 5a, du premier élément de contact entraînable 17 de la deuxième variante. Une deuxième coulisse est montée sur le deuxième élément de contact entraînable 19 de la deuxième variante de conformation à l'extrémité aplatie opposée à l'élément de contact associé 7a. Chacun des éléments de contact entraînables comporte maintenant un élément de balayage se présentant sous la forme d'une gorge. Le goujon de levier 16 est prévu comme élément de commande commun. A partir de l'état de commutation représenté dans la figure 4, un mouvement dans le sens antihoraire permet d'introduire le goujon de levier 16 dans la première coulisse 18 de la deuxième variante de conformation et la coopération de la première coulisse 18 avec le goujon de levier 16 permet d'amener l'élément de contact mobile 17 de la deuxième variante de conformation dans sa position en contact. Un mouvement du goujon de levier 16 dans le sens horaire provoque maintenant une inversion du mouvement du premier élément de contact entraînable 17 de la deuxième variante de conformation de sorte que l'état de commutation représenté dans la figure 4 peut être de nouveau obtenu. Si le goujon de levier 16 est davantage déplacé dans le sens horaire, il entre alors en contact actif avec la deuxième coulisse 20 du deuxième élément de contact entraînable 19 de la deuxième variante de conformation. La coopération du goujon de levier 16 avec la coulisse 20 de la deuxième variante de conformation permet d'amener le deuxième élément de contact entraînable 19 de la deuxième variante de conformation dans sa position en contact. Lorsque le sens de rotation de l'arbre 11 est ensuite inversé, une inversion du mouvement de commutation du deuxième élément de contact entraînable 19 de la deuxième variante de con formation est effectuée. Tout comme dans la première variante de conformation représentée dans les figures 1 à 3, un seul des éléments de contact entraînables de la deuxième variante de conformation est à chaque fois déplacé lors de la rotation de l'arbre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation électrique (1) présentant un premier contact de commutation (2), comportant un premier élément de contact entraînable (4) et un premier élément de contact entraînable homologue (5), et un deuxième contact de commutation (3) comportant un deuxième élément de contact entraînable (6) et un deuxième élément de contact entraînable homologue (7), dans lequel chacun des éléments de contact entraînables (4, 6) est entraînable au moyen d'une combinaison d'un élément de commande (9) et d'un élément de balayage coopérant avec l'élément de commande (9) caractérisé en ce qu'un élément de balayage est relié à chacun des éléments de contact entraînables (4,6) et un élément de commande (9) commun coopérant avec les éléments de balayage est apte à être mis en rotation par un dispositif d'entraînement. 2. Dispositif de commutation électrique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un évidement ménagé dans l'un des éléments de commande (9) ou des éléments de balayage est conformé en contour de commande (12). 3. Dispositif de commutation électrique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un contour de commande (12) est conformé en saillie prévue sur l'un des éléments de commande ou des éléments de balayage 4. Dispositif de commutation électrique (1) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une portion du contour de commande commande aussi bien le premier que le deuxième élément de contact entraînable (4,6) 5. Dispositif de commutation électrique (1) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le contour de commande (12) est conformé façon à bloquer dans des positions déterminées d'un des éléments de contact entraînables (4,6) un mouvement de l'autre élément de contact entraînable (6,4). 6. Dispositif de commutation électrique (1) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les éléments de contact entraînables (4,6) sont partiellement mobiles en même temps. 7. Dispositif de commutation électrique (1) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'une portion du contour de commande s'étend concentriquement à l'axe de rotation (10) de l'élément de commande commun. 8. Dispositif de commutation électrique (1) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'axe de rotation (10) de l'élément de commande commun (9) est entouré par un contour de commande (12) en forme de U. 9. Dispositif de commutation électrique (1) selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce l'élément de commande (9) comporte une coulisse et l'élément de balayage comporte un goujon.