EP1179830A1 - Actionneur mécanique pour manoeuvrer un commutateur électrique à trois positions de commutation - Google Patents

Actionneur mécanique pour manoeuvrer un commutateur électrique à trois positions de commutation Download PDF

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EP1179830A1
EP1179830A1 EP01402133A EP01402133A EP1179830A1 EP 1179830 A1 EP1179830 A1 EP 1179830A1 EP 01402133 A EP01402133 A EP 01402133A EP 01402133 A EP01402133 A EP 01402133A EP 1179830 A1 EP1179830 A1 EP 1179830A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
slot
switch
mechanical actuator
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01402133A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Didier Coq
Olivier Lauret
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom SA
Original Assignee
Alstom SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom SA filed Critical Alstom SA
Publication of EP1179830A1 publication Critical patent/EP1179830A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/60—Angularly-movable actuating part carrying no contacts
    • H01H19/62—Contacts actuated by radial cams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/04—Levers

Definitions

  • the invention relates to a mechanical actuator for operating a electrical switch with three switching positions, comprising a first organ operated manually and cooperating with a mechanism of transformation of movement to switch the switch of a so-called “service” position in a so-called “sectioned” position or vice versa, and a second organ manually operated and cooperating with said motion transformation mechanism to switch the switch from the so-called "sectioned” position to a so-called “earth” position Or vice versa.
  • Such mechanical actuators are used to control medium or high voltage switches, in which for reasons security it is necessary that the organ to switch between the position “Service” and the “sectioned” position and the device for switching between the "cut” position and “earth” position are independent.
  • the “service”, “sectioned”, and “earth” positions will be interchangeably used to designate corresponding positions of a mechanical actuator and its components or an electrical switch with which it is associated.
  • the mechanical actuators for three-position switch are heavy mechanical devices which have a high manufacturing cost and which Frequently pose reliability problems which are difficult to solve.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks.
  • the invention relates to a mechanical actuator such as previously introduced, characterized in that the mechanism of motion transformation includes a drum that can rotate on a axis, said drum having first and second radial holes which are spaced along the axis of the drum and are angularly offset one by relation to the other, and in that said first and / or second organ of maneuver is an operating tool able to be inserted into a hole in the drum to serve as a lever.
  • Such a construction means that a single drum is moved by the operator to do all the switching, while having two separate accesses, one to switch between the "service” position and the “sectioned” position, the other to switch between the “cut off” position and the “earth” position.
  • the advantage of such an arrangement is that it makes it possible to reduce the number of mechanical parts, which has the consequence of reducing the manufacturing cost and optimize the reliability of the mechanical actuator.
  • Each slot can be closed with a lockable flap to prevent by a key system a prohibited operation of the actuator.
  • each slot has a greater width at each of its ends and the operating tool is a handle provided with a lug at its end intended to be inserted into a hole in the drum, this lug being dimensioned for penetrate only through an enlarged end of a slot in the panel to through which there is a hole in the drum.
  • the panel is provided with a mechanical synoptic comprising a piece indicative of the position of the actuator which is linked in movement with the drum.
  • the mechanical actuator comprises means which block the rotation of the drum in one of the three “service” positions, "Severed” and “ground” when the operating tool is removed from one of the holes of the drum and which release the rotation blocking of the drum when the maneuver is inserted into one of the holes in the drum.
  • These means of blocking can be controlled by electric actuators and the drum may be provided with circumferential teeth intended to receive a pinion of an optional motorization.
  • Figures 1A, 1B and 1C are three partial schematic views of the mechanical actuator respectively in the “service” positions, “Severed” and “land”.
  • Figures 2A, 2B1, 2B2, 2C are views of the front panel of the mechanical actuator in the “service”, “sectioned”, and " Earth ".
  • Figures 3a, 3b, 3c are partial schematic views of the mechanical actuator respectively in the “service” position, in an intermediate position between this "service” position and the position "Severed”, and in the "severed” position.
  • Figure 4 is a first perspective view of the drum the mechanical actuator according to the invention.
  • Figure 5 is a second perspective view of the drum the mechanical actuator according to the invention.
  • FIG. 1A a mechanical actuator according to the invention is seen which is shown in the "service” position.
  • This mechanical actuator includes a drum T which can rotate around an axis 1 fixed to a frame B which carries a front panel P parallel to axis 1 and arranged close to and facing the cylindrical surface of the drum.
  • Drum has two radial holes T1 and T2 on its cylindrical surface which are spaced from each other along axis 1 and angularly offset from one another according to the periphery of the drum.
  • T1 and T2 on its cylindrical surface which are spaced from each other along axis 1 and angularly offset from one another according to the periphery of the drum.
  • Movement of the drum is linked to the rotary movement of a pendulum C which constitutes the output member of the mechanical actuator.
  • This pendulum can rotate at one of its two ends around an axis 2 parallel to axis 1 and it includes in its middle part a roller G which is guided by a path of CG cam of drum T.
  • This balance is finally connected to its other end by means of a connecting piece L, for example a connecting rod, to the rod operating a three-position switch.
  • the specific form of cam path CG is designed in such a way that the angular position of the pendulum C depends directly on the angular position of the drum. More particularly, this cam path which has the shape of a spiral arc with a flat corresponding to the “sectioned” position means that the distance between roller G and axis 1 depends on the angular position of the drum.
  • the drum has a circumferential toothing D which is intended for a motor pinion to mesh with it, for a Optional motorization of the drum. This optional engine will be described in more detail below.
  • FIGS 1B and 1C are two other partial views of the actuator mechanical according to the invention, in which it is represented respectively in the “sectioned” and “ground” positions.
  • FIG. 1B it can be seen that the two holes T1 and T2 of the drum are face the panel P when the actuator is in position "Severed".
  • Figure 1C we see that only the hole T2 is facing to panel P when the actuator is in the "earth” position.
  • the operator can rotate the drum T by an operation angle of the tool around axis 1 to switch the mechanical actuator from the "service” position to the "sectioned” position or vice versa and from the “sectioned” position in the “earth” position or vice versa.
  • the front panel P is provided with two vertical and parallel slots F1 and F2 spaced from each other following axis 1 and along which the holes T1 and T2 move respectively the drum when it is rotated about the axis 1.
  • the actuator is in the "service” position and the hole T1 is present at the top of the slot F1 while the hole T2 is outside the slot F2.
  • FIG. 2B2 in the “sectioned” position of the actuator, the hole T1 is at the bottom of the slot F1 and the hole T2 is at the top of the slot F2 as visible in FIG. 2B1.
  • FIG. 2C the actuator is in "earth” position, the hole T2 is at the bottom of the slot F2 and the hole T1 is outside the F1 slot.
  • the slots F1 and F2 have each a widening at their ends, and the operating tool is designed to be able to be inserted or removed in one of the holes T1 or T2 of the drum only through the widening of a slot.
  • This is obtained at using an operating tool having the shape of a handle whose end intended to be introduced into one of said holes is further provided with a lug which extends perpendicular to the axis of the handle, this lug being sized to enter a widening of a slit and come in stop behind the front panel P when the tool is moved between the two enlarged ends of the slot.
  • the operating tool does not can only be removed from the drum when the actuator is in one of the "service", "sectioned", or "ground” positions.
  • the slots F1 and F2 are closed by flaps V1 and V2 respectively sliding mounted on panel P and provided with handles respectively P1 and P2. These shutters can be locked with keys so as to prevent access to slot F2 when the switch has to be switched manually from the "service” position to the "sectioned” position and to prohibit access to slot F1 when the switch has to be switched manually from the "cut” position to "earth” position.
  • the flap V2 closes the slot F2 while the flap V1 is open to allow a drum rotation maneuver through hole T1 and therefore switching the actuator only from the "service" position to the "sectioned” position or vice versa.
  • the flap V1 closes the slot F1 and the flap V2 is open to allow an operation of rotation of the drum through the hole T2 and therefore a switching from the actuator only from the "sectioned” position towards the "earth” position or vice versa.
  • FIGS. 2A to 2C a block diagram SY is also shown on panel P which allows the operator to view the current position of the mechanical actuator. More specifically, a moving linked piece with the drum, can be moved in a window of the P panel to indicate the "service", “sectioned” and “earth” positions of the actuator mechanical. This part, for example a rotary finger PS, can be linked by drum rotation via a gear reduction device.
  • FIG. 3a we can still see the mechanical actuator according to the invention in the "service" position, represented in a plane normal to the axis of rotation 1 drum T.
  • This representation shows two hooking stops B1 and B2 which can independently pivot around a common axis 3, which is an axis normal to the plane of the figure.
  • Each stop B1 or B2 can be free to rotate around axis 3, or blocked by a half-moon axis A1 or A2 correspondent able to turn on itself on a normal axis in the plane of the figure to occupy a free position or a position of blocking.
  • the axis A1 can be rotated by a intermediate piece R1 which has the shape of a cam pressing on a arm fixed to axis A1.
  • This part R1 can pivot opposite to the axis A1 under the thrust of a corresponding plate PL1, one end of which is provided to press on a lug attached to this part R1.
  • the plaque PL1 can be moved along a horizontal axis between an advanced position said blocking and a retracted position called free, and is linked to a spring of reminder (not shown) which brings it back to the advanced position towards the panel P. In this so-called blocking position, the stop B1 is blocked and cannot not pivot around axis 3. Conversely, when this plate PL1 is push to be pushed back towards the back of the mechanical actuator, the stop B1 is free to rotate along axis 3.
  • a PL2 plate (not shown) is linked in movement to an intermediate piece R2 able to rotate on itself a half-moon axis A2.
  • stop B2 is blocked and cannot pivot around axis 3.
  • the stop B2 is free to rotate along axis 3.
  • PL1 and PL2 are placed opposite fixed plates PG1 and PG2 correspondents (PG2 not being represented) who have a role which will be detailed below.
  • the stops B1 and B2 are each provided with a roller corresponding G1, G2 which is placed on a guide path corresponding CH1, CH2 of the drum by a return spring. So when the stops are free, the drum can rotate around its axis of rotation 1 and the rollers G1 and G2 remain plated on their respective paths CH1 and CH2 without hampering the rotation of the drum.
  • the guide path CH1 and the stop B1 are arranged in the same first plane normal to the axis of rotation 1, and the guide path CH2 and the stop B2 are arranged in the same second plane which is parallel to the first.
  • these guide paths have each a shape comprising two hollows.
  • these paths guide CH1, CH2 is designed so that when the drum is in one of the "service”, “sectioned” or “earth” positions and that the two stops are blocked, the drum remains blocked in this position.
  • the path CH1 is shown in dotted lines
  • the path CH2 is shown in solid lines, the areas common to the two paths CH1 and CH2 being shown in solid lines.
  • this figure 3a allows to see an OM operating tool having the shape of a handle and comprising a lug E, which is inserted by a operator according to an arrow FL1.
  • FIG. 3a we can still see two electric actuators L1 and L2 which are respectively linked in movement to the intermediate parts R1 and R2 by connections C1 and C2, to rotate the half-moon axes A1 and A2.
  • the electric actuators L1 and L2 make it possible to control electrically the blocked or free state of the stops respectively B1 and B2, in the optional framework of a remote control detailed below.
  • These electric actuators can be installed in addition to the device mechanical manual control of the maneuver, without preventing the operation of the mechanical actuator in the event of manual control.
  • Figures 3b and 3c provide a better understanding of the events that take place when the operator performs a first maneuver.
  • the actuator mechanical When the operator has finished lowering the operating tool, the actuator mechanical is in the "sectioned" position shown in the figure 3c. It then remains to remove the operating tool according to arrow FL3, which has the effect of advancing the plate PL1 towards the panel P and therefore of allow the intermediate piece R1 to pivot to return to the position it had in the step corresponding to FIG. 3a.
  • the return to this position is effected by conventional means of elastic return and stop acting on this part R1, not shown in the figure.
  • This pivoting of the part R1 causes a pivoting in the opposite direction of the axis in a half moon A1 which returns to its position for blocking the stop B1.
  • the drum T is then in the “cut off” position and is blocked by the two stops B1 and B2.
  • the entire locking mechanism of the drum T of the actuator mechanical performs a first function which is to completely block the drum when no operating tool is inserted and the actuator mechanical is in one of the "service", “sectioned”, and “Earth”, a second function which is to free the drum so that it can rotate freely between the “service” and “cut” positions when the tool maneuver OM is inserted in hole T1, and a third function which is to release the drum so that it is free to rotate between the position "Sectioned” and the position "earth” when the operating tool is inserted in hole T2.
  • the drum T is provided with a peripheral toothing D shown in FIGS. 1A, 1B and 1C which allows to train it in rotation.
  • the electric actuators L1 and L2, represented in FIGS. 3a, 3b and 3c then make it possible to control the state free or blocked from each stop B1 and B2, the parts R1 and R2 no longer being actuated by plates PL1 and PL2. So the mechanical actuator has all the necessary organs for a servo allowing its remote control.
  • a control device controls the actuator electric L1 to release the stop B1, then it controls the motor drive to rotate the drum T to the position "Sectioned”, and finally, that it controls the electric actuator L1 to block the stopper B1 so that the drum is locked in position.
  • the drum T can be produced in precision foundry such as example the lost wax molding, in order to reduce as much as possible the machining to be carried out.
  • the drum includes a first crown PA1 on which the cam path CG is formed of the roller G of the balance C and the peripheral toothing D and a second crown PA2 visible in FIG. 5, coaxial with PA1, on which are formed the guide tracks CH1, CH2 and the holes T1, T2.
  • the holes T1 and T2 which extend radially from the cylindrical surface of the crown PA2 towards axis 1, the axial offset along axis 1 of the two holes T1 and T2 as well as the angular offset along the periphery of the crown PA2 of the two holes T1 and T2.
  • the actuator drum according to the invention can therefore be moved in rotation manually or by a motor, it being understood that such rotation maneuver can only be performed when the drum occupies a stable "service", “sectioned” or “ground” position.

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

L'actionneur mécanique pour manoeuvrer un commutateur électrique à trois positions de commutation comprend un premier organe coopérant avec un mécanisme de transformation de mouvement pour commuter le commutateur d'une position dite « service» dans une position dite « sectionné » ou inversement, et un second organe coopérant avec ledit mécanisme de transformation de mouvement pour commuter le commutateur de la position dite « sectionné » dans une position dite « terre » ou inversement. Dans cet actionneur, le mécanisme de transformation de mouvement comprend un tambour (T) pouvant tourner sur un axe (1), ledit tambour (T) ayant un premier trou radial (T1) et un second trou radial (T2) qui sont espacés suivant ledit axe (1) et sont angulairement décalés l'un par rapport à l'autre, et ledit premier et/ou second organe de manoeuvre est un outil de manoeuvre apte à être inséré dans un trou du tambour. Un tel agencement donne lieu à un actionneur mécanique ayant un nombre de pièces mécaniques réduit, ce qui permet d'en optimiser tant la fiabilité que le coût de fabrication. <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un actionneur mécanique pour manoeuvrer un commutateur électrique à trois positions de commutation, comprenant un premier organe manoeuvré manuellement et coopérant avec un mécanisme de transformation de mouvement pour commuter le commutateur d'une position dite «service» dans une position dite «sectionné» ou inversement, et un second organe manoeuvré manuellement et coopérant avec ledit mécanisme de transformation de mouvement pour commuter le commutateur de la position dite «sectionné» dans une position dite «terre» ou inversement.
De tels actionneurs mécaniques sont utilisés pour commander des commutateurs moyenne ou haute tension, dans lesquels pour des raisons de sécurité, il est nécessaire que l'organe pour commuter entre la position « service » et la position « sectionné » et l'organe pour commuter entre la position « sectionné» et la position « terre» soient indépendants. Dans toute la suite, les positions « service », « sectionné », et « terre» seront indifféremment utilisées pour désigner des positions correspondantes d'un actionneur mécanique et de ses constituants ou d'un commutateur électrique auquel il est associé.
Dans les actionneurs mécaniques de ce genre, on trouve généralement deux organes de manoeuvres indépendants qui doivent gérer la position d'un unique organe de sortie. Ainsi, l'organe correspondant à la première manoeuvre ne doit interagir avec l'organe de sortie que si ce dernier est en position « service» ou en position « sectionné ». De même, l'organe correspondant à la seconde manoeuvre ne doit interagir avec l'organe de sortie que si ce dernier est en position « sectionné » ou en position « terre ». Enfin, lorsque l'opérateur est en mesure d'effectuer une commutation entre la position « service » et la position « sectionné », il doit lui être impossible de commuter vers la position « terre ». De même, lorsque l'opérateur est en mesure d'effectuer une commutation entre la position « sectionné » et la position « terre », il doit lui être impossible de commuter vers la position « service ».
Plus concrètement, il existe par exemple un actionneur mécanique dans lequel on trouve deux vis sans fin distinctes correspondant respectivement aux première et seconde manoeuvres. Dans un tel actionneur mécanique, l'opérateur doit effectuer un nombre de tours important sur une vis pour effectuer une manoeuvre.
L'inconvénient d'un tel dispositif est que l'exécution d'une manoeuvre nécessite un temps important. De plus, les mécanismes mis en oeuvre pour assumer l'indépendance des manoeuvres selon les impératifs qui ont été décrits ci-dessus sont complexes et posent notamment des problèmes de fiabilité et d'entretien.
Ainsi, les actionneurs mécaniques pour commutateur trois positions sont des dispositifs mécaniques lourds dont le coût de fabrication est élevé, et qui posent fréquemment des problèmes de fiabilité difficiles à résoudre.
Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients.
A cet effet, l'invention a pour objet un actionneur mécanique tel qu'introduit précédemment, caractérisé en ce que le mécanisme de transformation de mouvement comprend un tambour pouvant tourner sur un axe, ledit tambour ayant un premier et un second trou radial qui sont espacés suivant l'axe du tambour et sont angulairement décalés l'un par rapport à l'autre, et en ce que ledit premier et/ou second organe de manoeuvre est un outil de manoeuvre apte à être inséré dans un trou du tambour pour servir de levier.
Une telle construction fait qu'un unique tambour est mu par l'opérateur pour effectuer toutes les commutations, tout en ayant deux accès séparés, l'un pour commuter entre la position « service » et la position « sectionné », l'autre pour commuter entre la position « sectionné » et la position « terre ». L'intérêt d'un tel agencement est qu'il permet de réduire singulièrement le nombre des pièces mécaniques, ce qui a pour conséquence de réduire le coût de fabrication et d'optimiser la fiabilité de l'actionneur mécanique.
De préférence, l'actionneur mécanique comprend un panneau disposé face au tambour parallèlement à l'axe de celui-ci et ayant une première fente et une seconde fente parallèles le long desquelles sont respectivement déplacés lesdits premier et second trous radiaux quand le tambour tourne autour de son axe, lesdites fentes étant dimensionnées de telle manière que:
  • en position « service» du commutateur, l'outil de manoeuvre peut être introduit dans le premier trou radial par une première extrémité de la première fente,
  • en position « sectionné » du commutateur, l'outil de manoeuvre peut être introduit dans le premier trou radial par la seconde extrémité de la première fente et dans le second trou radial par une première extrémité de la seconde fente,
  • en position « terre » du commutateur, l'outil de manoeuvre peut être introduit dans le second trou radial par la seconde extrémité de la seconde fente.
Chaque fente peut être fermée par un volet verrouillable pour empêcher par un système de clés une manoeuvre interdite de l'actionneur.
Selon un mode de réalisation particulier de l'actionneur selon l'invention, chaque fente a une largeur plus importante à chacune de ses extrémités et l'outil de manoeuvre est un manche muni d'un ergot à son extrémité destinée à être insérée dans un trou du tambour, cet ergot étant dimensionné pour pénétrer seulement par une extrémité élargie d'une fente du panneau à travers laquelle se présente un trou du tambour.
De préférence, le panneau est muni d'un synoptique mécanique comprenant une pièce indicative de la position de l'actionneur qui est liée en mouvement avec le tambour.
De préférence, l'actionneur mécanique comprend des moyens qui bloquent la rotation du tambour dans une des trois positions « service », « sectionné» et « terre» quand l'outil de manoeuvre est sorti d'un des trous du tambour et qui libèrent le blocage en rotation du tambour quand l'outil de manoeuvre est inséré dans un des trous du tambour. Ces moyens de blocage peuvent être commandés par des actionneurs électriques et le tambour peut être muni d'une denture circonférentielle destinée à recevoir un pignon d'une motorisation optionnelle.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.
Les figures 1A, 1B et 1C sont trois vues schématiques partielles de l'actionneur mécanique respectivement dans les positions « service », « sectionné» et « terre ».
Les figures 2A, 2B1, 2B2, 2C sont des vues du panneau frontal de l'actionneur mécanique dans les positions « service », « sectionné », et « terre ».
Les figures 3a, 3b, 3c sont des vues schématiques partielles de l'actionneur mécanique respectivement dans la position « service », dans une position intermédiaire entre cette position « service » et la position « sectionné », et dans la position « sectionné ».
La figure 4 est une première vue en perspective du tambour de l'actionneur mécanique selon l'invention.
La figure 5 est une seconde vue en perspective du tambour de l'actionneur mécanique selon l'invention.
Sur la figure 1A, on voit un actionneur mécanique selon l'invention qui est représenté dans la position « service ». Cet actionneur mécanique comprend un tambour T pouvant tourner autour d'un axe 1 fixé à un bâti B qui porte un panneau frontal P parallèle à l'axe 1 et disposé à proximité et face à la surface cylindrique du tambour. Le tambour est muni de deux trous radiaux T1 et T2 sur sa surface cylindrique qui sont espacés l'un par rapport à l'autre selon l'axe 1 et décalés angulairement l'un par rapport à l'autre suivant la périphérie du tambour. On voit que seul le trou T1 se présente face au panneau P quand l'actionneur est en position « service ». Le mouvement rotatif du tambour est lié au mouvement rotatif d'un balancier C qui constitue l'organe de sortie de l'actionneur mécanique. Ce balancier peut tourner à une de ses deux extrémités autour d'un axe 2 parallèle à l'axe 1 et il comprend dans sa partie médiane un galet G qui est guidé par un chemin de came CG du tambour T. Ce balancier est relié enfin à son autre extrémité par l'intermédiaire d'une pièce de liaison L, par exemple une bielle, à la tige de manoeuvre d'un commutateur à trois positions. La forme spécifique du chemin de came CG est conçue de telle manière que la position angulaire du balancier C dépend directement de la position angulaire du tambour. Plus particulièrement, ce chemin de came qui a la forme d'un arc de spirale comportant un méplat correspondant à la position « sectionné » fait que la distance entre le galet G et l'axe 1 dépend de la position angulaire du tambour. Ainsi, le mouvement angulaire du tambour dont l'amplitude entre la position « service » et la position « terre » est de l'ordre de 140° est transformé en un mouvement quasi linéaire de l'extrémité du balancier C reliée à la tige de manoeuvre du commutateur à trois positions.
Enfin, le tambour comporte une denture circonférentielle D qui est destinée à ce qu'un pignon moteur vienne s'engrener dessus, pour une motorisation optionnelle du tambour. Cette motorisation optionnelle sera décrite plus en détail dans la suite.
Les figures 1B et 1C sont deux autres vues partielles de l'actionneur mécanique selon l'invention, dans lesquelles celui-ci est représenté respectivement dans les positions « sectionné » et « terre ».
Sur la figure 1B, on voit que les deux trous T1 et T2 du tambour se présentent face au panneau P quand l'actionneur est en position « sectionné ». Sur la figure 1C, on voit que seul le trou T2 se présente face au panneau P quand l'actionneur est en position « terre ». On comprend donc qu'en permettant l'insertion d'un outil de manoeuvre servant de levier dans un des trous T1 ou T2 du tambour seulement à travers le panneau frontal P, l'opérateur peut faire tourner le tambour T par une manoeuvre angulaire de l'outil autour de l'axe 1 pour commuter l'actionneur mécanique de la position « service» dans la position « sectionné» ou inversement et de la position « sectionné » dans la position « terre » ou inversement.
Comme visible sur les figures 2A à 2C, le panneau frontal P est muni de deux fentes verticales et parallèles F1 et F2 espacées l'une de l'autre suivant l'axe 1 et le long desquelles se déplacent les trous T1 et T2 respectivement du tambour quand celui-ci est entraíné en rotation autour de l'axe 1.
Sur la figure 2A, l'actionneur est en position « service » et le trou T1 se présente en haut de la fente F1 tandis que le trou T2 est en dehors de la fente F2. Sur la figure 2B2, en position « sectionné » de l'actionneur, le trou T1 se présente en bas de la fente F1 et le trou T2 se présente en haut de la fente F2 comme visible sur la figure 2B1. Sur la figure 2C, l'actionneur est en position « terre », le trou T2 se présente en bas de la fente F2 et le trou T1 est en dehors de la fente F1.
Des figures 2A à 2C, on comprend donc que l'actionneur peut être commuté de la position « service» vers la position « sectionné » en déplaçant à l'aide de l'outil de manoeuvre le trou T1 du tambour du haut de la fente F1 vers le bas de cette fente, puis de la position « sectionné» vers la position terre en déplaçant à l'aide de l'outil de manoeuvre le trou T2 du tambour du haut de la fente F2 vers le bas de cette fente. Quand le trou T1 se présente en haut de la fente F1, le trou T2 du tambour n'est pas accessible à travers la fente F2, ce qui interdit une commutation manuelle de l'actionneur de la position « service » vers la position « terre ». Quand le trou T2 se présente en bas de la fente F2, le trou T1 du tambour n'est pas accessible à travers la fente F1, ce qui interdit une commutation manuelle de l'actionneur de la position « terre» vers la position « service ». Le décalage angulaire entre les trous T1 et T2 correspond sensiblement à la longueur de chaque fente F1 et F2. Par conséquent, les deux trous T1 et T2 décalés angulairement l'un par rapport à l'autre et les deux fentes F1 et F2 dimensionnées de façon appropriée permettent d'interdire facilement certaines combinaisons de manoeuvre de l'actionneur.
Comme visible sur les figures 2A à 2C, les fentes F1 et F2 présentent chacune un élargissement à leurs extrémités, et l'outil de manoeuvre est conçu pour pouvoir être introduit ou retiré dans un des trous T1 ou T2 du tambour seulement à travers l'élargissement d'une fente. Ceci est obtenu à l'aide d'un outil de manoeuvre ayant la forme d'un manche dont l'extrémité destinée à être introduite dans un desdits trous est en outre munie d'un ergot qui s'étend perpendiculairement à l'axe du manche, cet ergot étant dimensionné pour pénétrer dans un élargissement d'une fente et venir en butée en arrière du panneau frontal P quand l'outil est déplacé entre les deux extrémités élargies de la fente. De cette façon, l'outil de manoeuvre ne peut être retiré du tambour que quand l'actionneur est dans l'une des positions « service », « sectionné », ou « terre ».
Les fentes F1 et F2 sont obturées par des volets respectivement V1 et V2 montés coulissant sur le panneau P et munis de poignées respectivement P1 et P2. Ces volets peuvent être verrouillés par clés de façon à interdire l'accès à la fente F2 quand le commutateur doit être commuté manuellement de la position « service» vers la position « sectionné » et à interdire l'accès à la fente F1 quand le commutateur doit être commuté manuellement de la position « sectionné» vers la position « terre ». Sur les figures 2A et 2B2, le volet V2 obture la fente F2 tandis que le volet V1 est ouvert pour permettre une manoeuvre de rotation du tambour par l'intermédiaire du trou T1 et donc une commutation de l'actionneur seulement de la position « service » vers la position « sectionné » ou inversement. Sur les figures 2B1 et 2C, le volet V1 obture la fente F1 et le volet V2 est ouvert pour permettre une manoeuvre de rotation du tambour par l'intermédiaire du trou T2 et donc une commutation de l'actionneur seulement de la position « sectionné » vers la position « terre» ou inversement.
Sur les figures 2A à 2C, on a représenté également un synoptique SY sur le panneau P qui permet à l'opérateur de visualiser la position courante de l'actionneur mécanique. Plus particulièrement, une pièce liée en mouvement avec le tambour, pourra être déplacée dans une fenêtre du panneau P pour indiquer les positions « service », « sectionné » et « terre» de l'actionneur mécanique. Cette pièce, par exemple un doigt rotatif PS , pourra être liée en rotation au tambour via un dispositif de démultiplication.
Sur la figure 3a, on voit encore l'actionneur mécanique selon l'invention en position « service », représenté dans un plan normal à l'axe de rotation 1 du tambour T. Cette représentation fait apparaítre deux butées d'accrochage B1 et B2 qui peuvent indépendamment pivoter autour d'un axe commun 3, qui est un axe normal au plan de la figure. Chaque butée B1 ou B2 peut être libre de pivoter autour de l'axe 3, ou bloquée par un axe en demi-lune correspondant A1 ou A2 pouvant tourner sur lui-même selon un axe normal au plan de la figure pour occuper une position libre ou une position de blocage.
Plus particulièrement, l'axe A1 peut être entraíné en rotation par une pièce intermédiaire R1 qui présente la forme d'une came appuyant sur un bras fixé à l'axe A1. Cette pièce R1 peut pivoter en sens contraire de l'axe A1 sous la poussée d'une plaque correspondante PL1 dont une extrémité est prévue pour venir appuyer sur un ergot fixé à cette pièce R1. La plaque PL1 peut être déplacée selon un axe horizontal entre une position avancée dite de blocage et une position reculée dite libre, et est liée à un ressort de rappel (non représenté) qui la ramène en position avancée vers le panneau P. Dans cette position dite de blocage, la butée B1 est bloquée et ne peut pas pivoter autour de l'axe 3. Inversement, lorsque cette plaque PL1 est poussée pour être reculée vers l'arrière de l'actionneur mécanique, la butée B1 est libre de tourner selon l'axe 3.
De façon similaire, une plaque PL2 (non représentée) est liée en mouvement à une pièce intermédiaire R2 apte à faire pivoter sur lui-même un axe en demi-lune A2. Ainsi, lorsque la plaque PL2 est en position de blocage, la butée B2 est bloquée et ne peut pas pivoter autour de l'axe 3. Inversement, lorsque la plaque PL2 est en position libre, la butée B2 est libre de tourner selon l'axe 3.
Les plaques PL1 et PL2 sont disposées en vis à vis de plaques fixes correspondantes PG1 et PG2 (PG2 n'étant pas représentée) qui ont un rôle complémentaire qui sera détaillé plus bas.
Plus particulièrement, les butées B1 et B2 sont chacune munies d'un galet correspondant G1, G2 qui est plaqué sur un chemin de guidage correspondant CH1, CH2 du tambour par un ressort de rappel. Ainsi, lorsque les butées sont libres, le tambour peut tourner autour de son axe de rotation 1 et les galets G1 et G2 restent plaqués sur leurs chemins respectifs CH1 et CH2 sans entraver la rotation du tambour.
Plus concrètement, le chemin de guidage CH1 et la butée B1 sont disposés dans un même premier plan normal à l'axe de rotation 1, et le chemin de guidage CH2 et la butée B2 sont disposés dans un même second plan qui est parallèle au premier. En particulier, ces chemins de guidage ont chacun une forme comprenant deux creux. Ainsi, lorsque la butée B1 est libre alors que la butée B2 est bloquée, le tambour peut tourner librement entre la position « service » et la position « sectionné ». De même, lorsque B1 est bloquée alors que B2 est libre, le tambour peut tourner entre la position « sectionné » et la position « terre ». Enfin, la forme de ces chemins de guidage CH1, CH2 est conçue de telle manière que lorsque le tambour est dans l'une des positions « service », « sectionné » ou « terre » et que les deux butées sont bloquées, le tambour reste bloqué dans cette position. Sur la figure 3a, le chemin CH1 est représenté en traits pointillés, le chemin CH2 est représenté en trait plein, les zones communes aux deux chemins CH1 et CH2 étant représentées en trait plein.
D'autre part, cette figure 3a permet de voir un outil de manoeuvre OM ayant la forme d'un manche et comportant un ergot E, qui est inséré par un opérateur selon une flèche FL1.
Sur la figure 3a, on voit encore deux actionneurs électriques L1 et L2 qui sont respectivement liés en mouvement aux pièces intermédiaires R1 et R2 par des liaisons C1 et C2, pour faire pivoter les axes en demi-lune A1 et A2. Ainsi, les actionneurs électriques L1 et L2 permettent de commander électriquement l'état bloqué ou libre des butées respectivement B1 et B2, dans le cadre optionnel d'un pilotage à distance détaillé plus bas. Ces actionneurs électriques peuvent être installés en supplément du dispositif mécanique de commande manuelle de la manoeuvre, sans empêcher le fonctionnement de l'actionneur mécanique en cas de commande manuelle.
Les figures 3b et 3c permettent de mieux comprendre les événements qui se déroulent lorsque l'opérateur exécute une première manoeuvre.
Lorsque l'opérateur insère l'outil de manoeuvre OM radialement dans le tambour et par exemple dans le trou T1, comme l'indique la flèche FL1 de la figure 3a, et que l'actionneur mécanique est en position « service », il provoque une translation de la plaque PL1 vers l'arrière de l'actionneur mécanique par l'intermédiaire de l'ergot E de l'outil de manoeuvre OM. A ce stade, la butée B1 est donc libre, pour que le tambour puisse tourner entre la position « service » et la position « sectionné », et un canal CA de forme circulaire est libéré entre la plaque guide PG1 et la plaque PL1. Ce canal est prévu de largeur suffisante pour que l'ergot E puisse s'y déplacer en étant guidé. Ainsi, le fait d'enclencher l'outil de manoeuvre a pour effet de débloquer le tambour, et il ne reste plus à l'opérateur qu'à abaisser l'outil de manoeuvre comme l'indique la flèche FL2 de la figure 3b pour commuter l'actionneur mécanique vers la position « sectionné ». Plus particulièrement, on peut voir sur cette figure 3b que le canal CA joue un rôle de maintien en position libre de la plaque PL1. En effet, cette plaque PL1 appuie sur l'ergot E de l'outil de manoeuvre qui est lui-même retenu par la plaque guide PG1.
Lorsque l'opérateur a terminé d'abaisser l'outil de manoeuvre, l'actionneur mécanique se trouve dans la position « sectionné » représentée à la figure 3c. Il reste alors à retirer l'outil de manoeuvre selon la flèche FL3, ce qui a pour effet de faire avancer la plaque PL1 vers le panneau P et donc de permettre à la pièce intermédiaires R1 de pivoter pour revenir dans la position qu'elle avait à l'étape correspondant à la figure 3a. Le retour à cette position s'effectue grâce à des moyens classiques de rappel élastique et de butée agissant sur cette pièce R1, non représentés sur la figure. Ce pivotement de la pièce R1 entraíne un pivotement en sens contraire de l'axe en demi-lune A1 qui revient à sa position de blocage de la butée B1. Le tambour T est alors dans la position « sectionné » et est bloqué par les deux butées B1 et B2.
De façon similaire, lorsque l'opérateur insère l'outil de manoeuvre dans le trou T2, il provoque une translation de la plaque PL2 (non représentée) qui analogue à la plaque PL1, ce qui a pour effet de libérer la butée B2 et de permettre la rotation du tambour entre la position « sectionné » et la position « terre ». La commutation entre l'une et l'autre de ces deux positions s'effectue de façon similaire à la commutation précédente.
Ainsi, l'ensemble du mécanisme de blocage du tambour T de l'actionneur mécanique réalise une première fonction qui est de bloquer complètement le tambour lorsque aucun outil de manoeuvre n'y est inséré et que l'actionneur mécanique est dans l'une des positions « service », « sectionné », et « terre », une seconde fonction qui est de libérer le tambour pour qu'il puisse tourner librement entre la position « service » et « sectionné » lorsque l'outil de manoeuvre OM est inséré dans le trou T1, et une troisième fonction qui est de libérer le tambour pour qu'il soit libre de tourner entre la position « sectionné» et la position « terre » lorsque l'outil de manoeuvre est inséré dans le trou T2.
Dans le cas d'une motorisation pour un pilotage à distance d'un tel actionneur mécanique, comme il a été vu, le tambour T est muni d'une denture périphérique D représentée dans les figures 1A, 1B et 1C qui permet de l'entraíner en rotation. D'autre part, les actionneurs électriques L1 et L2, représentés dans les figures 3a, 3b et 3c permettent alors de piloter l'état libre ou bloqué de chaque butée B1 et B2, les pièces R1 et R2 n'étant plus actionnées par les plaques PL1 et PL2. Ainsi, l'actionneur mécanique possède tous les organes nécessaires pour un asservissement permettant son pilotage à distance. Si par exemple l'actionneur mécanique est en position « service» et que l'on souhaite le commuter vers la position « sectionné », il suffira qu'un dispositif de pilotage commande à l'actionneur électrique L1 de libérer la butée B1, puis qu'il commande au moteur d'entraínement de faire tourner le tambour T jusqu'à la position « sectionné », et enfin, qu'il commande à l'actionneur électrique L1 de bloquer la butée B1 pour que le tambour soit bloqué en position.
Le tambour T peut être réalisé en fonderie de précision comme par exemple le moulage à la cire perdue, de manière à réduire le plus possible les usinages à réaliser. Comme visible sur la figure 4, le tambour comprend une première couronne PA1 sur laquelle sont formés le chemin de came CG du galet G du balancier C et la denture périphérique D et une seconde couronne PA2 visible sur la figure 5, coaxiale à PA1, sur laquelle sont formés les chemins de guidage CH1, CH2 et les trous T1,T2. Sur la figure 5, on voit plus particulièrement les trous T1 et T2 qui s'étendent radialement depuis la surface cylindrique de la couronne PA2 vers l'axe 1, le décalage axial suivant l'axe 1 des deux trous T1 et T2 ainsi que le décalage angulaire suivant la périphérie de la couronne PA2 des deux trous T1 et T2.
Le tambour de l'actionneur selon l'invention peut donc être déplacé en rotation de façon manuelle ou par un moteur, étant entendu qu'une telle manoeuvre de rotation ne peut être réalisée que quand le tambour occupe une position stable « service », « sectionné » ou « terre ».

Claims (8)

  1. Un actionneur mécanique pour manoeuvrer un commutateur électrique à trois positions de commutation, comprenant un premier organe manoeuvré manuellement et coopérant avec un mécanisme de transformation de mouvement pour commuter le commutateur d'une position dite « service » dans une position dite « sectionné » ou inversement, et un second organe manoeuvré manuellement et coopérant avec ledit mécanisme de transformation de mouvement pour commuter le commutateur de la position dite « sectionné » dans une position dite « terre » ou inversement, caractérisé en ce que, le mécanisme de transformation de mouvement comprend un tambour (T) pouvant tourner sur un axe (1), ledit tambour (T) ayant un premier (T1) et un second (T2) trou radial qui sont espacés suivant l'axe du tambour et sont angulairement décalés l'un par rapport à l'autre, et en ce que ledit premier et/ou second organe de manoeuvre est un outil de manoeuvre apte à être inséré dans un trou radial (T1,T2) pour servir de levier.
  2. L'actionneur mécanique selon la revendication 1, comprenant un panneau (P) disposé face au tambour parallèlement à l'axe de celui-ci et ayant une première fente (F1) et une seconde fente (F2) parallèles le long desquelles sont respectivement déplacés lesdits premier et second trous radiaux (T1,T2) quand le tambour tourne autour de son axe, lesdites fentes étant dimensionnées de telle manière que:
    en position « service» du commutateur, l'outil de manoeuvre peut être introduit dans le premier trou radial (T1) par une première extrémité de la première fente,
    en position « sectionné » du commutateur, l'outil de manoeuvre peut être introduit dans le premier trou radial (T1) par la seconde extrémité de la première fente et dans le second trou radial (T2) par une première extrémité de la seconde fente,
    en position « terre » du commutateur, l'outil de manoeuvre peut être introduit dans le second trou radial (T2) par la seconde extrémité de la seconde fente.
  3. L'actionneur mécanique selon la revendication 2, dans lequel chaque fente a une largeur plus importante à chacune de ses extrémités et l'outil de manoeuvre est un manche muni d'un ergot (E) à son extrémité destinée à être insérée dans un trou du tambour, cet ergot étant dimensionné pour pénétrer seulement par une extrémité élargie d'une fente du panneau à travers laquelle se présente un trou (T1, T2) du tambour (T).
  4. L'actionneur mécanique selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le panneau (P) est muni d'un synoptique mécanique (SY) comprenant une pièce indicative de la position de l'actionneur qui est liée en mouvement avec le tambour (T).
  5. L'actionneur mécanique selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant des moyens (B1,B2,R1,R2,A1,A2) qui bloquent la rotation du tambour dans une des trois positions « service », « sectionné » et « terre » quand l'outil de manoeuvre est sorti d'un des trous (T1,T2) du tambour et qui libèrent le blocage en rotation du tambour quand l'outil de manoeuvre est inséré dans un desdits trous (T1,T2).
  6. L'actionneur mécanique selon la revendication 5, dans lequel les moyens de blocage sont commandés par des actionneurs électriques (L1, L2).
  7. L'actionneur mécanique selon la revendication 6, dans lequel le tambour (T) a une denture circonférentielle (D) destinée à recevoir un pignon d'une motorisation.
  8. L'actionneur mécanique selon la revendication 2, dans lequel chaque fente est fermée par un volet (V1,V2) verrouillable.
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