EP0895260B1 - Dispositif de commande rapide pour un appareil de connexion à haute tension, notamment un sectionneur de terre - Google Patents

Dispositif de commande rapide pour un appareil de connexion à haute tension, notamment un sectionneur de terre Download PDF

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EP0895260B1
EP0895260B1 EP98401952A EP98401952A EP0895260B1 EP 0895260 B1 EP0895260 B1 EP 0895260B1 EP 98401952 A EP98401952 A EP 98401952A EP 98401952 A EP98401952 A EP 98401952A EP 0895260 B1 EP0895260 B1 EP 0895260B1
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EP
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spring
rotary part
pivot arm
pin
organized
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EP98401952A
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Carmelo Gimeno
André Dossegger
Christian Tschannen
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General Electric Switzerland GmbH
Original Assignee
GEC Alsthom T&D AG
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/36—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using belt, chain, or cord
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2101—Cams
    • Y10T74/2107—Follower

Definitions

  • the present invention relates to a rapid control device according to the preamble of claim 1.
  • the drawback of this mechanism is notably due to the fact that the angle of work, namely the angle at which the rod is coupled to the spring rod is much less than 180 °.
  • the present invention provides a rapid control device such as defined in the preamble, and having two stable locking points arranged 180 ° apart.
  • This device is characterized in that the pivoting arm and the second part are mounted respectively on two coaxial axes, and in that he is equipped with the means locking arranged to cooperate with said second part rotary to define two stable positions.
  • the pivoting arm is freely mounted on a hollow axis rigidly linked to the second rotating part.
  • the mechanical energy storage spring is preferably a spring helical. It is advantageously coupled to the pivoting arm by a coupling.
  • This coupling member is preferably a chain. Chain preferably goes through a deflection pulley, which ensures a gain of square.
  • the pins consist of two ends of a section of axis crossing the arm Swivel.
  • the first rotary part 18 is mounted on the shaft 26 of the toothed wheel 17 and has two bearing surfaces 18a and 18b, radial and diametrically opposite, which are arranged to cooperate, as stops, with a pin 27 mounted parallel to the shaft 26 on a part 28 articulated on the pivoting arm 19, and to which is fixed the free end of the chain. 20.
  • the pin 27 cooperates respectively with the bearing surface 18a when the first part 18 is in a first position illustrated in particular by Figure 1 and with the bearing surface 18b when this first rotating part 18 is in a second position illustrated in particular by FIG. 3, said rotary part 18 having undergone a rotation of 180 ° between the two positions.
  • the pin 27 is preferably formed by the end of a through axis the pivoting arm 19 and which extends on the other side of this arm, under the shape of a pin 27a arranged to cooperate with two bearing surfaces 21a and 21b of the second rotary part 21 which is integral with a hollow axis 29 on which the pivoting arm 19 can rotate.
  • This hollow axis 29 is in the form of a coaxial cylindrical part to a solid axis 29a.
  • the pivoting arm 19 can rotate freely around the axis hollow 29, and the assembly constituted by the hollow axis 29 and the second part rotary 21 is freely rotatable around the solid axis 29a which is fixed.
  • the pin 27a is in abutment against the surface support 21a of this second rotary part 21.
  • the drive mechanism 25 of the movable contact 24 has an axis 30 carrying a rocking lever 31 on which is fixed a fixed pivot axis 32 which is connected by a link 33 to a pivot axis 34 fixed eccentrically on the second rotary part 21.
  • the bearing surfaces 21a and 21b of this second rotary part 21 are arranged to cooperate respectively with a movable lock 35 carrying the dead center stops 22 and 23 and which is housed inside a housing 36.
  • a thrust spring 37 is disposed in this housing and tends to push the movable lock 35 forward in a position where the bearing surfaces 21b and 21a are respectively in support against the dead center stops 22 and 23 (see respectively Figures 1 and 3).
  • the motor 13 has been activated so as to drive the gear 17 in the direction of arrow A at an angle of 180 °.
  • the first rotary part 18 has made a rotation of 180 ° by driving the pivoting arm 19 by means of the pin 27 and by arming the spring 11 by means of the articulated part 28 and the chain 20. Therefore, the pin 27a swivels 180 ° to come to rest on the bearing surface 21 b of the second rotary part 21 after having pushed the movable lock 35 towards the inside of the housing 36, against the action of the thrust spring 37.
  • the movable contact 24 remains closed and the drive mechanism 25 remains in the same position as in FIG. 1.
  • the spring 11 is armed and the rapid control device is operational. So that this command can take place, the motor 13 must drive the toothed wheel 17 in the direction arrow A until the first rotating part 18 and, by Consequently, the pivoting arm 19 has passed their neutral point.
  • the force of the spring 11, transmitted by the chain 20 exerts a very traction powerful on the articulated part 28 and causes the pivoting arm 19 to rotate at an angle of 180 °, to the position shown in Figure 3.
  • the rotation of the pivoting arm 19 causes the rotation of the second part rotary 21 driven by the pin 27a, also integral with the pivoting arm 19.
  • the pin 27a releases the movable lock 35, which is pushed back in front of the housing 36 by the thrust spring 37.
  • the bearing surface 21a of the second rotary part 21 comes to bear against the neutral stop 23 of the movable lock 35, which has been pushed into position by the thrust spring 37 in the initial phase of the movement.
  • the 180 ° rotation of the second moving part 21 generated the displacement of the rod 33 in the direction of arrow B causing the tilting of the tilting lever 31 and the rotation of the axis 30 which causes the opening of the movable contact 24.
  • the motor 13 is controlled to drive the toothed wheel 17 in the direction indicated by arrow C, i.e. in the opposite direction to that indicated by arrow A in figure 2. This rotation of the wheel generates the rotation of 180 ° of the first rotary part 18, which has the effect of tilting 180 ° the swivel arm 19 actuated by pin 27.
  • the displacement of the articulated part 28 on the pivoting arm 19 causes the tension of the spring 11 for mechanical energy accumulation.
  • the pin 27a causes the movable lock 35 to be removed inside the housing 36, against the spring pushing force 37.
  • the other components of the device do not undergo no displacement during this phase.
  • the cycle can be repeated indefinitely by an alternative training of the motor 13 in one direction or the other.

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Description

La présente invention concerne un dispositif de commande rapide selon le preambule de la revendication 1.
On connaít déjà des dispositifs de ce type, notamment le mécanisme décrit par le brevet US 4'681'993 qui comporte un ressort dont la tige est articulée sur une biellette en forme de fourche, solidaire d'un axe qui peut, selon la forme de réalisation, être distinct des axes respectifs d'un disque de mise sous tension du ressort et d'un disque d'entraínement. Selon une des réalisations, le disque de mise sous tension et le disque d'entraínement sont montés sur le même axe qui ne nécessite de ce fait que deux paliers ménagés dans le boítier.
L'inconvénient de ce mécanisme est notamment dû au fait que l'angle de travail, à savoir l'angle selon lequel la biellette est couplée à la tige du ressort est très inférieur à 180°.
Un autre dispositif de ce type est décrit par la publication DE-U-1 962 091 dont le mécanisme présente des moyens de verrouillage aux points morts respectivement décalés d'un angle de pivotement de 180°. Il comporte en outre une barre de couplage en forme de crochet.
La présente invention propose un dispositif de commande rapide tel que défini en préambule, et présentant deux points de verrouillage stables disposés à 180° l'un de l'autre.
Ce dispositif est caractérisé en ce que le bras pivotant et la deuxième pièce rotative sont montés respectivement sur deux axes coaxiaux, et en ce que il est équipé des moyens de verrouillage agencés pour coopérer avec ladite deuxième pièce rotative pour définir deux positions stables.
Selon un mode de réalisation préféré, le bras pivotant est monté librement sur un axe creux rigidement lié à la deuxième pièce rotative.
Le ressort d'accumulation d'énergie mécanique est de préférence un ressort hélicoïdal. Il est avantageusement couplé au bras pivotant par un organe de couplage. Cet organe de couplage est de préférence une chaíne. La chaíne passe de préférence par une poulie de renvoi, ce qui assure un gain de place.
Selon un mode de construction particulièrement avantageux, les goupilles sont constituées par deux extrémités d'un tronçon d'axe traversant le bras pivotant.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'une forme de réalisation préférée et des dessins annexés donnés à titre non limitatif et dans lesquels :
  • la figure 1 représente un premier état du dispositif selon l'invention, dans lequel le contact mobile est fermé et le ressort désarmé,
  • la figure 2 représente un deuxième état du dispositif selon l'invention, dans lequel le contact mobile est fermé et le ressort armé,
  • la figure 3 représente un troisième état du dispositif selon l'invention, dans lequel le contact mobile est ouvert et le ressort désarmé et,
  • la figure 4 représente un quatrième état du dispositif selon l'invention, dans lequel le contact mobile est ouvert et le ressort armé.
    • Le dispositif de commande rapide 10 pour sectionneur de terre à isolation gazeuse tel que représenté par les figures 1 à 4, comporte principalement les composants suivants:
    • un ressort 11 d'accumulation d'énergie mécanique,
    • un mécanisme d'armement 12 de ce ressort comprenant un moteur électrique 13 et un engrenage démultiplicateur 14 se composant, dans l'exemple représenté, d'un pignon d'entraínement 15, monté sur l'arbre 16 du moteur électrique 13 et d'une roue dentée 17 qui engrène le pignon d'entraínement 15,
    • une première pièce rotative 18 entraínée par le mécanisme d'armement 12 et couplée à un bras pivotant 19 relié audit ressort 11,
    • un organe de couplage 20, notamment constitué d'une chaíne, qui couple le bras pivotant 19 au ressort 11 d'accumulation de l'énergie mécanique, en passant par une poulie de renvoi 20a,
    • une deuxième pièce rotative 21 entraínée par ledit bras pivotant 19, cette pièce étant agencée pour coopérer avec des butées de points morts 22 et 23 associées à un contact mobile 24,
    • un mécanisme d'entraínement 25 du contact mobile 24.
    La première pièce rotative 18 est montée sur l'arbre 26 de la roue dentée 17 et comporte deux surfaces d'appui 18a et 18b, radiales et diamétralement opposées, qui sont agencées pour coopérer, en tant que butées, avec une goupille 27 montée parallèlement à l'arbre 26 sur une pièce 28 articulée sur le bras pivotant 19, et à laquelle est fixée l'extrémité libre de la chaíne. 20. La goupille 27 coopère respectivement avec la surface d'appui 18a lorsque la première pièce 18 est dans une première position illustrée en particulier par la figure 1 et avec la surface d'appui 18b lorsque cette première pièce rotative 18 est dans une deuxième position illustrée en particulier par la figure 3, ladite pièce rotative 18 ayant subi une rotation de 180° entre les deux positions.
    La goupille 27 est de préférence constituée par l'extrémité d'un axe traversant le bras pivotant 19 et qui se prolonge de l'autre côté de ce bras, sous la forme d'une goupille 27a agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui 21a et 21b de la deuxième pièce rotative 21 qui est solidaire d'un axe creux 29 sur lequel peut tourner le bras pivotant 19.
    Cet axe creux 29 se présente sous la forme d'une pièce cylindrique coaxiale à un axe plein 29a. Le bras pivotant 19 peut tourner librement autour de l'axe creux 29, et l'ensemble constitué par l'axe creux 29 et la deuxième pièce rotative 21 est librement rotatif autour de l'axe plein 29a qui est fixe.
    Dans l'une des positions du bras pivotant 19, telle que représentée par exemple par la figure 1, et qui correspond à une première position de la deuxième pièce rotative 21, la goupille 27a est en butée contre la surface d'appui 21a de cette deuxième pièce rotative 21.
    Dans une deuxième position du bras pivotant 19, atteinte après un basculement de 180° et représentée par exemple par la figure 2, qui correspond toujours à la position initiale de la deuxième pièce rotative 21, la goupille 27a est en butée contre la surface d'appui 21b, de cette deuxième pièce rotative 21.
    Le mécanisme d'entraínement 25 du contact mobile 24 comporte un axe 30 portant un levier basculant 31 sur lequel est fixé un axe de pivotement fixe 32 qui est relié par une biellette 33 à un axe de pivotement 34 fixé excentriquement sur la deuxième pièce rotative 21. Les surfaces d'appui 21a et 21b de cette deuxième pièce rotative 21 sont agencées pour coopérer respectivement avec un verrou mobile 35 portant les butées de points morts 22 et 23 et qui est logé à l'intérieur d'un boítier 36. Un ressort de poussée 37 est disposé dans ce boítier et tend à pousser le verrou mobile 35 en avant dans une position où les surfaces d'appui 21b et 21a sont respectivement en appui contre les butées de points morts 22 et 23 (voir respectivement les figures 1 et 3).
    Selon la disposition illustrée par la figure 1, le contact mobile 24 est fermé et le ressort 11 d'accumulation d'énergie mécanique est désamorcé. Dans cet état, le dispositif de commande rapide est inopérant. Pour le rendre opérationnel, il convient d'armer le ressort 11, ce qui a été réalisé sur le dispositif tel que représenté par la figure 2.
    Pour parvenir à cette disposition, le moteur 13 a été activé de manière à entraíner la roue dentée 17 dans le sens de la flèche A d'un angle de 180°. Suite à cette rotation, la première pièce rotative 18 a effectué une rotation de 180° en entraínant le bras pivotant 19 par l'intermédiaire de la goupille 27 et en armant le ressort 11 par l'intermédiaire de la pièce articulée 28 et de la chaíne 20. De ce fait, la goupille 27a bascule de 180° pour venir s'appuyer sur la surface d'appui 21 b de la deuxième pièce rotative 21 après avoir repoussé le verrou mobile 35 vers l'intérieur du boítier 36, contre l'action du ressort de poussée 37.
    Le contact mobile 24 reste fermé et le mécanisme d'entraínement 25 reste dans la même position que sur la figure 1. Toutefois, le ressort 11 est armé et le dispositif de commande rapide est opérationnel. Pour que cette commande puisse avoir lieu, le moteur 13 doit entraíner la roue dentée 17 dans le sens de la flèche A jusqu'au moment où la première pièce rotative 18 et, par conséquent, le bras pivotant 19 aient dépassé leur point mort. A ce moment, la force du ressort 11, transmise par la chaíne 20, exerce une traction très puissante sur la pièce articulée 28 et entraíne le bras pivotant 19 en rotation selon un angle de 180°, jusque dans la position représentée par la figure 3. La rotation du bras pivotant 19 provoque la rotation de la deuxième pièce rotative 21 entraínée par la goupille 27a, également solidaire du bras pivotant 19.
    Au cours de ce mouvement, ou plus exactement dans sa phase initiale, la goupille 27a libère le verrou mobile 35, qui est repoussé en avant du boítier 36 par le ressort de poussée 37. Dans la phase finale de ce mouvement, la surface d'appui 21a de la deuxième pièce rotative 21 revient en appui contre la butée de point mort 23 du verrou mobile 35, qui a été poussée en position par le ressort de poussée 37 dans la phase initiale du mouvement.
    La rotation de 180° de la deuxième pièce mobile 21 a engendré le déplacement de la biellette 33 dans le sens de la flèche B en provoquant le basculement du levier basculant 31 et la rotation de l'axe 30 qui provoque l'ouverture du contact mobile 24.
    A la fin de cette procédure, le contact mobile 24 est ouvert et le ressort d'accumulation d'énergie mécanique 11 est désarmé. Pour rendre le dispositif opérationnel, il convient d'armer à nouveau le ressort 11. Ceci est effectué au cours d'une démarche dont le résultat est illustré par la figure 4.
    Le moteur 13 est commandé pour entraíner la roue dentée 17 dans le sens indiqué par la flèche C, c'est-à-dire en sens contraire de celui indiqué par la flèche A sur la figure 2. Cette rotation de la roue engendre la rotation de 180° de la première pièce rotative 18, ce qui a pour effet de basculer de 180° le bras pivotant 19 actionné par la goupille 27.
    Le déplacement de la pièce articulée 28 sur le bras pivotant 19 provoque la tension du ressort 11 d'accumulation d'énergie mécanique. La goupille 27a provoque le retrait du verrou mobile 35 à l'intérieur du boítier 36, contre la force de poussée du ressort 37. Les autres composants du dispositif ne subissent pas de déplacement au cours de cette phase.
    Pour assurer la fermeture du contact mobile 24, il suffit de commander le moteur 13 de telle manière que la première pièce rotative 18 et le bras pivotant 19 dépassent leur point mort, ce qui provoque instantanément la libération de la force du ressort 11 et la rotation de la deuxième pièce rotative 21, avec comme conséquence la fermeture du contact mobile 24.
    Le cycle peut être indéfiniment recommencé par un entraínement alternatif du moteur 13 dans un sens ou dans l'autre.
    La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante évidente pour un homme du métier, selon les revendications.

    Claims (7)

    1. Dispositif de commande rapide pour un appareil de connexion à haute tension, notamment un sectionneur de terre, équipé d'un contact mobile (24), comportant un ressort (11) d'accumulation d'énergie mécanique couplé à une première goupille (27) agencée pour coopérer avec une première pièce rotative (18), un mécanisme d'armement (12) de ce ressort comprenant un moteur électrique (13) agencé pour entraíner ladite première pièce rotative (18), un bras pivotant (19), une deuxième pièce rotative (21), ledit bras pivotant portant ladite goupille (27) agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui (18a, 18b) de ladite première pièce rotative (18) et une deuxième goupille (27a) agencée pour coopérer avec deux surfaces d'appui (21a, 21b) de ladite deuxième pièce rotative (21), et un mécanisme d'entraínement (25) dudit contact mobile, caractérisé en ce que le bras pivotant (19) et la deuxième pièce rotative (21) sont montés respectivement sur deux axes coaxiaux (29, 29a), et en ce que le dispositif est équipé des moyens de verrouillage (35) agencés pour coopérer avec ladite deuxième pièce rotative (21) pour définir deux positions stables.
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras pivotant (19) est monté librement sur un axe creux (29) rigidement lié à la deuxième pièce rotative (21).
    3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (11) d'accumulation d'énergie mécanique est un ressort hélicoïdal.
    4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (11) d'accumulation d'énergie mécanique est couplé au bras pivotant (19) par un organe de couplage (20).
    5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de couplage (20) est une chaíne.
    6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chaíne (20) passe par une poulie de renvoi (20a).
    7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les goupilles (27, 27a) sont constituées par deux extrémités d'un tronçon d'axe traversant le bras pivotant (19).
    EP98401952A 1997-07-31 1998-07-30 Dispositif de commande rapide pour un appareil de connexion à haute tension, notamment un sectionneur de terre Expired - Lifetime EP0895260B1 (fr)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9709789 1997-07-31
    FR9709789A FR2766960B1 (fr) 1997-07-31 1997-07-31 Dispositif de commande rapide pour un appareil de connexion a haute tension, notamment un sectionneur de terre

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0895260A1 EP0895260A1 (fr) 1999-02-03
    EP0895260B1 true EP0895260B1 (fr) 2002-01-09

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    Country Status (9)

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    EP (1) EP0895260B1 (fr)
    CN (1) CN1084035C (fr)
    AT (1) ATE211850T1 (fr)
    DE (1) DE69803412T2 (fr)
    ES (1) ES2169896T3 (fr)
    FR (1) FR2766960B1 (fr)
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