Brevet FR2939238A1 — publié le 20100604

Mécanisme d'articulation pour serrure de déclenchement d'appareil électrique de coupure de ligne du type disjoncteur La présente invention s'applique à un mécanisme d'articulation pour serrure de déclenchement d'appareil électrique de coupure de ligne du type disjoncteur. De tels appareils comportent classiquement au moins un contact mobile apte à se déplacer entre deux positions respectivement au contact et à distance d'un contact fixe, correspondant respectivement à la fermeture et à l'ouverture de la ligne. La serrure mécanique est actionnée par une manette de commande du contact mobile entre ses deux positions et comprend notamment une genouillère à deux branches d'allure parallèle reliant ladite manette au(x) contact(s) mobile(s), des moyens de rappel de la genouillère en position d'ouverture et un déclencheur pivotant par rapport à la genouillère au moyen du mécanisme d'articulation. La fonction de ce déclencheur est de faire déclencher la serrure de sorte que l'appareil électrique se retrouve en position d'ouverture des contacts. Le mécanisme d'articulation de telles serrures mécaniques ne peut pas prendre la forme classique d'un arbre libre en rotation dans des paliers, car les moyens de rappel sont en l'espèce constitués d'un ressort qui s'étend entre les branches de la genouillère, et qui ne permet dès lors pas le passage d'un arbre transversal unique reliant lesdites branches. Dans les configurations actuelles, l'articulation est donc gérée de chaque côté par un tourillon ou équivalent dépassant d'un des éléments de la genouillère et pivotant dans un palier du déclencheur, typiquement un orifice circulaire. Un levier en U inversé solidaire de la manette de commande chapeaute l'ensemble genouillère/déclencheur. Ses parois latérales s'appliquent à l'extérieur et recouvrent des deux côtés les articulations genouillère/déclencheur, et plus particulièrement les portions des tourillons qui dépassent des faces latérales externes du déclencheur. Cette solution peut provoquer des frottements intempestifs de l'extrémité libre des tourillons sur les faces internes des parois latérales du levier en U, rendant le fonctionnement moins � fluide � et pouvant occasionner une usure des composants. Le remède pourrait consister à ne pratiquement pas faire dépasser les tourillons des orifices du déclencheur. Les parois latérales de ce dernier ont cependant tendance à s `écarter l'une de l'autre au moment du déclenchement, notamment dans la région des articulations, et il pourrait alors au pire se produire une désolidarisation de la genouillère et du déclencheur. Il faut donc trouver un compromis dans le choix de la hauteur des tourillons, pour réduire autant que possible les frottements mais ne pas permettre ladite désolidarisation. La présente invention propose une solution qui ne fait pas appel à la structure décrite ci-dessus, mais est basée sur une configuration fonctionnant sans frottements et empêchant toute désolidarisation. Selon l'invention, le déclencheur comporte deux orifices en regard pratiqués dans des parois latérales perpendiculaires à l'axe de pivotement et formant des paliers autorisant une liaison à pivotement pour deux bras parallèles d'un premier élément de la genouillère, lesdits orifices étant localisés au niveau d'un décalage latéral vers l'extérieur respectivement vers l'intérieur de chaque paroi latérale, formant une fente d'allure perpendiculaire aux parois pour le passage desdits bras. Cette fente se prolonge d'une part en une première portion d'orifice pratiquée dans la partie non décalée des parois et permettant l'insertion des extrémités desdits bras, et d'autre part en une deuxième portion d'orifice dans la partie décalée, munie au moins partiellement d'un fond pour constituer un logement s'ouvrant vers l'intérieur respectivement vers l'extérieur des parois, la périphérie dudit logement étant arrondie et apte à guider la rotation de l'extrémité d'allure arrondie des bras de la genouillère. La forme particulière des orifices en regard, ainsi que la configuration à décalage conférée aux parois latérales au niveau des orifices permet de réaliser dans de bonnes conditions l'insertion en vue de sa fixation de l'élément de la genouillère dans le déclencheur, de sorte que le degré de liberté en rotation soit de surcroît préservé. La solution de l'invention a de plus été conçue de manière à pouvoir obtenir l'ensemble des formes par découpe-cambrage-estampage/frappage, pour faciliter la fabrication des composants du mécanisme selon des techniques mécaniques traditionnelles automatisables. L'un des problèmes auquel est confronté le concepteur, pour ce genre d'articulations, naît de l'existence de sollicitations mécaniques particulières au moment de l'ouverture de l'appareil électrique de coupure en cas de problèmes de surcharges ou de surtensions sur une ligne. Dans ce cas, le choc brutal au moment de l'ouverture ne doit évidemment pas modifier et encore moins démonter/détruire la liaison à pivotement dont il est question dans le cadre de la présente invention. La conception du mécanisme d'articulation telle qu'expliquée auparavant permet précisément le maintien dans tous les cas du premier élément de la genouillère dans les paliers de fait réalisés par les orifices de forme particulière pratiqués dans les parois latérales du déclencheur. Dans l'hypothèse de l'invention, il n'y a pas de possibilité d'échappement latéral du fait du fond ù par exemple obtenu par estampage ù qui équipe la deuxième portion de chaque orifice, de part et d'autre de l'axe de pivotement. Le décalage qui existe entre le plan des extrémités des bras de l'élément de la genouillère et les parois du déclencheur au niveau de chaque orifice permet, en combinaison avec la forme particulière de cet orifice, un montage de l'un dans l'autre et, en position montée, un verrouillage de l'un dans l'autre qui n'empêche pas le mouvement de pivotement nécessaire au fonctionnement de l'ensemble. Selon une configuration possible de la genouillère, le plan de l'extrémité d'allure arrondie est situé, dans le prolongement de chaque bras, latéralement décalé vers le bras opposé. Dans le mécanisme de l'invention, il y a donc un double décalage qui se situe au niveau des bras d'une part, et au niveau des orifices pratiqués dans les parois latérales du déclencheur d'autre part. En position de montage, ces deux décalages sont inversés, augmentant la solidité de la liaison et assurant sa sécurité : les composants sont reliés de façon pérenne. En fait, les deux portions de chaque orifice sont partiellement séparées par une came guidant l'extrémité des bras de la genouillère de la première vers la seconde portion de chaque orifice, ladite came étant localisée de manière à bloquer chacune desdites extrémités dans son logement lorsqu'elle y est insérée. Au moment de l'ouverture de la serrure provoquant un mouvement brutal se répercutant au niveau de la liaison mécanique entre la genouillère et le déclencheur, l'existence de cette came permet d'empêcher que les pièces ne se désolidarisent, en permettant un appui de l'une sur l'autre qui contrecarre leur tendance à s'écarter voire, pour ce qui concerne les bras de la genouillère, à ressortir de leurs orifices. La came comporte à cet effet au voisinage de la première portion de l'orifice une première partie en rampe arrondie, suivie d'un sommet formant butée de blocage des extrémités des bras dans leur logement. De préférence, le fond de la seconde portion de chaque orifice et le décalage de l'extrémité des bras de la genouillère sont obtenus par frappage/estampage. La fabrication s'effectue dès lors par des opérations simples, automatisables et aisément maîtrisables dans le cadre d'un procédé industriel de fabrication. L'un des avantages techniques du mécanisme d'articulation de l'invention réside dans la configuration particulière évitant les frottements entre les bras de la genouillère et le levier inversé qui est fixé à la manette de commande de l'appareillage électrique équipé d'un tel système. Un second avantage important résulte du maintien latéral des bras de la genouillère qui est assuré par la configuration particulière utilisée. L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures jointes, pour lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective de la genouillère ; la figure 2 représente, toujours en vue perspective, une partie d'un appareil de coupure comportant le mécanisme d'articulation de l'invention ; la figure 3 est une vue de face de la représentation de la figure 2 ; la figure 4 représente une vue en section d'un détail agrandi de l'articulation de droite de la figure précédente ; et la figure 5 montre, dans un plan de symétrie médiane, le mécanisme d'articulation selon l'invention. En référence à la figure 1, la genouillère se compose d'une paire de bras supérieurs (1, 2) articulés au moyen d'un arbre (3) à une paire de biellettes inférieures (4, 5). Les paires bras (1,2)/biellettes (4,5) constituent les branches d'allure parallèle de la genouillère. Cette dernière permet de retransmettre le déplacement d'un organe de commande (non représenté) à des contacts mobiles, dans le sens de l'ouverture et de la fermeture. Elle est de plus prévue pour être, dans le cadre d'une serrure de déclenchement d'un appareil de coupure selon l'invention, montée avec une liaison pivotante à une pièce appelée déclencheur (6) qui est apte à déverrouiller notamment à l'aide de moyens de rappel la position stable résultant de la fermeture des contacts, selon une conception classique bien connue en soi. Le déclencheur (6) apparaît en figure 2. Il s'agit d'une pièce à deux faces latérales (7, 8) munies chacune d'un orifice (9, 10) dans lesquels viennent s'insérer les bras (1, 2) de la biellette. Ces orifices (9, 10) se situent à un niveau des parois latérales (7, 8) comportant un décalage latéral vers l'extérieur (11, 12) apparaissant plus particulièrement en figures 3 et 4. Les extrémités arrondies (13, 14) desdits bras (1, 2) comportent quant à elles un décalage vers l'intérieur, par exemple obtenu par frappage. La forme des orifices (9, 10) apparaît plus clairement en figure 5. La première portion (15) de l'orifice (9), située dans la partie non décalée de la paroi (7), permet l'insertion de l'extrémité arrondie (13) du bras (1) de la genouillère. La seconde partie (16) dudit orifice (9), située dans la portion décalée (placée au-dessus du décalage (11) de la paroi (7)) présente une forme arrondie pouvant loger ladite extrémité (13) du bras (1), et elle est munie d'un fond vers l'extérieur complétant ledit logement. En d'autres termes, ce logement constitué dans la deuxième portion (16) de l'orifice (9) s'ouvre vers l'intérieur de la paroi (7), et loge l'extrémité (13) décalée vers l'extérieur (voir figure 1) du bras (1), empêchant ainsi tout mouvement latéral vers l'extérieur de ce dernier . Une came (17) permet de guider l'extrémité (13) du bras (1) de la première portion (15) de l'orifice (9) par laquelle il y est inséré vers la seconde portion (16), dans laquelle il est logé à demeure après insertion. Cette came (17) retient par ailleurs l'extrémité (13) dans la seconde portion (16) de l'orifice (9), empêchant le trajet inverse du chemin d'insertion de la genouillère dans le déclencheur (6). La came (17) se trouve dans la première portion (15) de l'orifice (9), c'est-à-dire celle qui se situe dans la paroi latérale du déclencheur (6) qui n'est pas décalée vers l'extérieur. Grâce à la forme particulière de l'orifice (9), et du double décalage inversé des extrémités arrondies (13, 14) des bras (1, 2) d'une part (voir figure 1) et des parties supérieures des parois latérales (7, 8) du déclencheur (6) d'autre part, l'articulation joue pleinement son rôle en laissant un degré de liberté de pivotement aux deux pièces et en résistant aux chocs éventuels. En référence à la figure 5, il est à noter qu'un levier en U inversé (18) solidaire de la manette de commande (19) coopère avec des excroissances arrondies (20) du déclencheur (6) par le biais de surfaces incurvées (21) dudit levier (18) pour faciliter la transmission du mouvement de la manette (19) à la genouillère via le déclencheur (6) à l'encontre des puissants moyens de rappel utilisés dans ce type de produit. L'exemple de réalisation illustré aux figures précédentes n'est bien entendu pas exhaustif de l'invention, qui peut comporter des variantes, par exemple un décalage des extrémités arrondies (13, 14) des bras (1, 2) vers l'extérieur, combiné à des décalages (11, 12) des parois latérales (7, 8) du déclencheur (6) vers l'intérieur.5 REVENDICATIONS1. Mécanisme d'articulation pour serrure mécanique de déclenchement d'appareil électrique de coupure de ligne du type disjoncteur comportant au moins un contact mobile apte à se déplacer entre deux positions respectivement au contact et à distance d'un contact fixe correspondant respectivement à la fermeture et à l'ouverture de la ligne, ladite serrure étant actionnée par une manette de commande (19) du contact mobile entre ses deux positions et comprenant une genouillère reliant ladite manette (19) au(x) contact(s) mobile(s), des moyens de rappel de la genouillère en position d'ouverture, un déclencheur (6) pivotant par rapport à la genouillère au moyen dudit mécanisme d'articulation et apte à la faire déclencher en position d'ouverture, caractérisé en ce que le déclencheur (6) comporte deux orifices (9, 10) en regard pratiqués dans des parois latérales (7, 8) du déclencheur (6) perpendiculaires à l'axe de pivotement et formant des paliers autorisant une liaison à pivotement pour deux bras (1, 2) parallèles d'un premier élément de la genouillère, lesdits orifices (9, 10) étant localisés au niveau d'un décalage latéral (11, 12) vers l'extérieur respectivement vers l'intérieur de chaque paroi (7, 8), formant une fente d'allure perpendiculaire aux parois pour le passage desdits bras (1, 2) se prolongeant d'une part en une première portion d'orifice (15) pratiquée dans la partie non décalée des parois (7, 8) et permettant l'insertion des extrémités desdits bras (1, 2), et d'autre part en une deuxième portion d'orifice (16) dans la partie décalée, comportant un fond pour constituer un logement s'ouvrant vers l'intérieur respectivement vers l'extérieur des parois (7, 8), la périphérie dudit logement étant arrondie et apte à guider la rotation de l'extrémité (13, 14) d'allure arrondie des bras (1, 2) de la genouillère.2. Mécanisme d'articulation pour serrure mécanique de déclenchement d'appareil électrique de coupure de ligne selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le plan de l'extrémité d'allure arrondie (13, 14) est situé, dans le prolongement de chaque bras (1, 2), latéralement décalé vers le bras opposé. 3. Mécanisme d'articulation pour serrure mécanique de déclenchement d'appareil électrique de coupure de ligne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux portions (15, 16) de chaque orifice (9, 10) sont séparées par une came (17) guidant l'extrémité (13, 14) des bras (1, 2) de la genouillère de la première (15) vers la seconde portion (16) de chaque orifice (9, 10), ladite came (17) étant localisée de manière à bloquer chacune desdites extrémités (13, 14) dans son logement lorsqu'elle y est insérée. 4. Mécanisme d'articulation pour serrure mécanique de déclenchement d'appareil électrique de coupure de ligne selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite came (17) comporte au voisinage de la première portion (15) de l'orifice (9, 10) une première partie en rampe arrondie, suivie d'un sommet formant butée de blocage des extrémités (13, 14) des bras (1, 2) dans leur logement. 5. Mécanisme d'articulation pour serrure mécanique de déclenchement d'appareil électrique de coupure de ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond de la seconde portion (16) de chaque orifice (9, 10) et le décalage de l'extrémité (13, 14) des bras (1, 2) de la genouillère sont obtenus par frappage/estampage.30