Brevet FR2946180A1 — publié le 20101203

DISPOSITIF D'ACCROCHAGE ET DE VERROUILLAGE INTERNE A UN INTERRUPTEUR OU A UN DISJONCTEUR DESCRIPTION Le sujet de l'invention est un dispositif d'accrochage ou de verrouillage interne à un interrupteur ou un disjoncteur et non déporté dans le mécanisme de commande. Prenons par exemple le cas décrit dans la demande de brevet français n°08 57373, dans lequel un tel principe d'accrochage et de verrouillage peut être mis en place. Le dispositif comprend une branche principale de circulation du courant électrique, équipée d'un élément sectionneur à triple fonction (commutateur de courant - actionneur - sectionneur), piloté à volonté sous l'effet d'un mécanisme de commande. Une dérivation comprenant une ampoule à vide est installée sur la branche principale en aval du sectionneur (une extrémité fixe connectée à la branche principale, une extrémité mobile libre lorsque l'interrupteur/disjoncteur est en position fermée), de sorte que le courant a la faculté d'y circuler quand le sectionneur est mis en contact avec l'extrémité mobile. En ouvrant l'ampoule à vide juste après l'ouverture de la branche principale, le courant électrique est interrompu. Cette disposition présente l'intérêt, en transférant d'abord le courant électrique sur la dérivation, d'empêcher la formation d'un arc électrique à l'ouverture du sectionneur sur la branche principale; l'ampoule à vide interdit ensuite efficacement la 2 formation d'un arc électrique à l'ouverture de la dérivation. L'utilisation d'une dérivation pour y placer l'ampoule à vide a pour but de ne pas charger à l'excès celle-ci, puisque le courant passe par la branche principale en service normal, et donc de choisir une ampoule aux performances plus faibles. Dans ce document antérieur, il est prévu que l'ampoule à vide se referme juste après l'ouverture du circuit, de façon que toute la dérivation soit au même potentiel électrique tant que l'interrupteur reste ouvert. Un état inverse peut être préféré, où l'ampoule à vide reste à l'état ouvert avec l'interrupteur, par exemple pour se prémunir contre une refermeture trop rapide de la dérivation, ne garantissant pas la coupure. Ou au contraire, on peut vouloir imposer par sécurité un état fermé de l'ampoule à vide tant que la branche principale reste fermée, pour garantir le transfert du courant de la branche principale à la dérivation quand le sectionneur commence sa course d'ouverture. Sous un aspect général, l'invention concerne ainsi un dispositif associé à un interrupteur ou un disjoncteur, comprenant une branche principale de circulation de courant électrique comprenant un sectionneur, une branche secondaire de circulation du courant électrique en dérivation sur la branche principale et comprenant une partie fixe, une partie mobile et une ampoule à vide à la jonction entre la partie fixe et la partie mobile, le dispositif étant agencé de façon que le sectionneur entraîne la partie mobile pendant une portion d'une course entre un état 3 fermé et un état ouvert du dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme mobile avec le sectionneur, agencé de façon à s'engager sur la partie mobile de la branche secondaire et à l'immobiliser après ladite portion de course. Le dispositif d'accrochage peut comprendre une came d'accrochage rappelée contre le sectionneur par un ressort pendant une première partie de la course du sectionneur, et séparée du sectionneur pendant une seconde partie de la course, et coopérant avec un doigt d'accrochage, la came d'accrochage et le doigt d'accrochage présentant des portions de glissement mutuel et des portions de blocage mutuel. Dans une autre réalisation de l'invention, le dispositif réalise une fonction de verrouillage. L'invention sera maintenant décrite au moyen des figures suivantes : - les figures 1, 2 et 3 illustrent trois états successifs d'une réalisation où l'invention réalise un accrochage interne de l'ampoule à vide en position ouverte pendant la phase d'ouverture de l'interrupteur, puis une libération de l'accrochage de l'ampoule à vide quand l'interrupteur se referme. - et les figures 4, 5, 6, 7 et 8 illustrent cinq états successifs d'une réalisation où l'invention réalise un verrouillage interne de l'ampoule à vide en position fermée pendant la fermeture et la libération de ce verrouillage quand l'interrupteur s'ouvre ou reste ouvert. Les figures 1, 2 et 3 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel 4 un accrochage de l'ampoule à vide en position d'ouverture est réalisé. Le circuit électrique comprend une branche principale 1 composée d'une première portion 2 fixe (elle-même composée d'un jeu de barres supérieur et d'un plot fixe adjacent à un sectionneur 4), et d'une seconde portion 3 constituée d' un couteau de sectionneur 4 tournant autour de son axe 5 sous l'action d'un mécanisme de commande (extérieur à l'invention). Le circuit comprend encore une branche secondaire 6, en dérivation sur la branche principale 1, et la branche secondaire 6 comprend une portion fixe 8 se raccordant à la première portion 2 de la branche principale 1 (à la jonction du jeu de barres supérieur et du plot fixe) et une portion mobile 9 susceptible d'établir une communication électrique avec la portion fixe 8 et le sectionneur 4. Une ampoule à vide 10 est disposée sur la branche secondaire à la jonction de la portion fixe 8 et de la portion mobile 9. Elle comprend un contact fixe 11 appartenant à la portion fixe 8, et un contact mobile 12 appartenant à la portion mobile 9 et disposé sur une tige 13 coulissant à travers l'ampoule à vide 10 et munie d'une rondelle 14 à une extrémité extérieure. Le vide dans l'ampoule 10 aide à maintenir les contacts 11 et 12 l'un contre l'autre en assurant la connexion électrique entre la portion fixe 8 et la portion mobile 9. Cette dernière comprend encore une tresse 15 s'étendant de la tige 13 à la partie conductrice 16 de la came d'actionnement 17. La came d'actionnement 17 est tournante autour d'un axe 19 parallèle à l'axe 5 du sectionneur 4 et rappelée dans une position de butée par un ressort 20 où la partie conductrice 16 est proche de la branche principale 1. La came d'actionnement 17 comprend encore deux saillies 21 et 22, et dans la position de repos la rondelle 14 s'étend entre elles, dans une échancrure 23. 5 Le dispositif comprend encore un doigt d'accrochage 24 tournant autour d'un axe 25 lui aussi parallèle à l'axe 5. Le doigt d'accrochage 24 comprend : une partie dans le même plan que les couteaux du sectionneur 4, comprenant une surface de glissement 26 et un redan 28 : ce redan 28 va permettre l'accrochage de la came d'actionnement, et de là, l'accrochage de l'ampoule en position � ouverte � ; et une partie désaxée 51 des couteaux du sectionneur 4 qui a une utilité de � désaccrochage �, lors de la fermeture de l'interrupteur ou du disjoncteur. Cette partie est activée par une rondelle protubérante 50, dépassant latéralement d'un côté des couteaux du sectionneur 4. Un ressort 49 disposé sur l'axe 25 rappelle le doigt d'accrochage 24 vers la came d'actionnement 17; mais la rondelle protubérante 50, au bout du sectionneur 4, peut venir en prise de la partie désaxée. C'est le cas dans la position de fermeture de la branche principale 1 (à la figure 1), où le doigt d'accrochage 24 est éloigné de la came d'actionnement 17 et le ressort 49 est comprimé. Le sectionneur 4 est d'abord à l'état illustré en pointillés, où il relie parfaitement les portions 2 et 3 de la branche principale 1. Quand une ouverture de l'interrupteur se produit, il est déplacé vers la came d'actionnement 17 et s'échappe progressivement de la première portion 2 tout en 6 atteignant le levier 16. L'ampoule à vide 10 étant fermée, le courant est transféré peu à peu de la branche principale 1 à la branche secondaire 6, en passant du jeu de barres supérieur de la première portion 2 à la seconde portion 3 par la portion fixe 8, l'ampoule à vide 10, la tige 13, la tresse 15, le levier 16, et le sectionneur 4. Le sectionneur 4 fait tourner la came d'actionnement 17 en poussant le levier 16, contre l'action du ressort 20. Le sectionneur 4 finit par se séparer de la première portion 2. Le doigt d'accrochage 24 est quant à lui, encore maintenu en place, la came d'actionnement 17 ayant son bord externe 52 qui glisse sur la portion 26. L'autre saillie 21 finit toutefois par toucher la rondelle 14. La poursuite de la rotation du sectionneur 4 et de la came d'actionnement 17 tire alors la tige 13, sépare les contacts 11 et 12, ouvre l'ampoule à vide 10, et le courant électrique est interrompu, aucun arc n'ayant subsisté entre le couteau 4 et la portion 2 grâce à l'ampoule. La rotation du doigt d'accrochage 24 devient possible quand l'échancrure 23 vient devant lui. Enfin, la poursuite de la rotation de la came d'actionnement 17 amène le redan 28 à atteindre lui aussi l'échancrure 23. L'état de la figure 2 est alors atteint: la saillie 22 de la came d'actionnement 17 presse sur le redan 28, ce qui maintient la came d'actionnement 17 et le doigt d'accrochage 24 dans une position de blocage mutuel où un bord interne 53, donnant sur l'échancrure 23, de la seconde saillie 22 et le redan 28 sont en appui mutuel et la première saillie 21 maintient la tige 13 sortie 7 et l'ampoule à vide 10 ouverte, la rondelle 14 butant contre la saillie 21. Cet état subsiste quand le sectionneur 4 s'éloigne de la came d'actionnement 17 pour aller en position � sectionnée � (interrupteur/disjoncteur ouvert), voire vers un contact de terre 29. La fermeture de l'interrupteur s'effectue de la façon suivante, en référence à la figure 3: le sectionneur 4 est déplacé en sens inverse, dépasse le levier 16 (escamotable si besoin), puis repousse le doigt d'accrochage 24 une fois que la rondelle protubérante 50 a touché la partie désaxée 51, faisant tourner le doigt d'accrochage 24 autour de l'axe 25 contre le ressort 49 et séparant le redan 28 de la seconde saillie 22 en les faisant glisser l'un sur l'autre. La came d'actionnement 17 est libérée, revient à sa position initiale de la fig. 1 et permet à la tige 13 de rentrer dans l'ampoule à vide 10 qui se referme. Une autre réalisation de l'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures suivantes 4 à 8 : le mécanisme conforme à l'invention et affecté au verrouillage de la partie mobile de la dérivation quand le sectionneur est fermé. Cet autre dispositif comprend encore une branche principale du circuit 1, composée des deux portions 2 et 3 et d'un sectionneur 4 comme précédemment; la branche secondaire, maintenant 30, est un peu différente et comprend toujours une portion fixe 31, une ampoule à vide 32 et une portion mobile 33, l'ampoule à vide 32 comprenant deux contacts 34 et 35 en face l'un de l'autre et dépendant respectivement de 8 la portion fixe 31 et de la portion mobile 33 mais la portion mobile 33 comprend, après une tige 36 porteuse du contact 35, une coulisse 38 se déplaçant dans un palier fixe 39. Un taquet 40 est articulé à l'extrémité du bras de la coulisse 38; une butée 41 le maintient en place en position de repos, faisant un angle de butée avec la coulisse 38, et un ressort 42 le maintient contre la butée 41. Une tresse 49 conductrice relie la tige 36 aux abords du taquet 40. Le dispositif comprend encore un jeu de bielles 43, composé d'une première bielle 44 articulée à un disque 57 appartenant au dispositif d'actionnement du sectionneur 4, et d'une deuxième bielle articulée à l'extrémité opposée de la première bielle 44 et articulée à son milieu à un point fixe 46; cette seconde bielle 45 est présente une extrémité libre en crochet 47 s'étendant devant un doigt 48 de la tige 36 en s'opposant alors à l'ouverture de l'ampoule à vide 32. L'ouverture de l'interrupteur commence par l'état de la figure 5. Le sectionneur 4 est déplacé par le mécanisme de commande mais touche le taquet 40 avant de se séparer de la première portion 2, ce qui permet le transfert progressif du courant à la branche secondaire 30. Le courant passe par la tresse 49. L'axe d'articulation 56 de la première bielle 44 au disque 57 étant à distance de l'axe d'articulation 58 du sectionneur 4, la première bielle 44 est tirée vers le bas d'après la représentation de la figure 5, ce qui fait basculer la seconde bielle 45 autour du point fixe 46 et soulève le crochet 47 du doigt 48. Le 9 verrouillage redevable au jeu de bielles 43 cesse alors, et dans la suite du mouvement, d'après la figure 6, le sectionneur 4, qui bute dorénavant sur le taquet 40, le déplace avec toute la portion mobile 33 de la branche secondaire 30 et ouvre l'ampoule à vide 32 quand le sectionneur 4 s'est détaché de la première portion 2 de la branche principale 1. Comme précédemment, aucun arc ne s'est formé entre le couteau 4 et la portion 2. A l'étape suivante de l'ouverture de l'interrupteur, à la figure 7, le sectionneur 4 dépasse le taquet 40, ce qui libère la portion mobile 33 et permet la refermeture de l'ampoule à vide 32, le doigt 48 passant au-dessous du crochet 47. Le mouvement de rotation du sectionneur 4 peut finir sur un plot 29 de mise à la terre comme précédemment. Le mouvement de fermeture de l'interrupteur consiste essentiellement en un mouvement du sectionneur 4 en sens inverse jusqu'à la première portion 2 de la branche principale 1, en écartant le taquet 40 contre l'action du ressort 42. Cela est représenté à la figure 8. Le reste de la portion mobile 33 ne bouge pas. Le jeu de bielles 43 revient à sa position initiale, le doigt 47 s'abaissant progressivement jusqu'à revenir devant le doigt 48 suivant la position de la fig. 4. Le verrouillage de l'ampoule à vide est alors rétabli. Le courant ne passe pas dans la dérivation 30 à condition de revêtir la face du taquet 40 sur laquelle frotte le sectionneur 4 lors de la fermeture d'une couche isolante.30 REVENDICATIONS1) Dispositif associé à un interrupteur ou un disjoncteur, comprenant une branche principale (1) de circulation de courant électrique comprenant un sectionneur (4), une branche secondaire (6, 30) de circulation du courant électrique en dérivation sur la branche principale et comprenant une partie fixe (8, 31), une partie mobile (9, 33) et une ampoule à vide (10, 32) à la jonction entre la partie fixe et la partie mobile, et étant agencé de façon que le sectionneur entraîne la partie mobile pendant une portion d'une course entre un état ouvert et un état fermé du dispositif, caractérisé en ce que le dispositif comprend un mécanisme (24, 43) mobile avec le sectionneur, agencé de façon à s'engager sur la partie mobile de la branche secondaire et à l'immobiliser hors de ladite portion de course. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme comprend un doigt d'accrochage (24) rappelé par un ressort (49) et pouvant être déplacé contre le ressort (49) par le sectionneur pendant une course vers la fermeture de l'interrupteur. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie mobile de la branche secondaire comprend une came d'actionnement (17) en interaction avec le doigt d'accrochage (24) pendant la 11 seconde partie, le doigt d'accrochage et la came d'actionnement présentant des portions de glissement mutuel (26, 52) et des portions de blocage mutuel (28, 53). 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came d'actionnement comprend deux saillies (21, 22) et une échancrure (23) intermédiaire dans laquelle un élément (14) de la partie mobile de la branche secondaire est retenu, les portions de glissement mutuel et de blocage mutuel appartenant à la came d'actionnement étant un bord externe (52) et un bord interne (53), donnant sur l'échancrure, d'une des saillies (22). 5) Dispositif interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme comprend un jeu de bielles (43) articulé au sectionneur (4). 6) Dispositif interrupteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le jeu de bielles est articulé au sectionneur par un point (56) excentré d'un disque (57) ayant un axe de rotation (58) commun avec le sectionneur. 7) Dispositif interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le jeu de bielles (43) comprend une première bielle (44) articulée audit point (56) excentré, une seconde bielle (45) articulée à la première bielle et à un point fixe 12 (46), et la seconde bielle comprend un crochet (47) (à l'extrémité libre) apte à venir en butée avec le doigt (48) appartenant à une tige (36) coulissante de la partie mobile (33).5