EP2602804A1 - Dispositif de commande des pôles dans un appareil de commande électrique moyenne tension - Google Patents

Dispositif de commande des pôles dans un appareil de commande électrique moyenne tension Download PDF

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EP2602804A1
EP2602804A1 EP12306303.4A EP12306303A EP2602804A1 EP 2602804 A1 EP2602804 A1 EP 2602804A1 EP 12306303 A EP12306303 A EP 12306303A EP 2602804 A1 EP2602804 A1 EP 2602804A1
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EP
European Patent Office
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cam
shaft
roller
control device
cams
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EP12306303.4A
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Yves Belin
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Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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Publication date
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/60—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock
    • H—ELECTRICITY
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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
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    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2101—Cams
    • Y10T74/2102—Adjustable

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the poles of an electrical control device adapted to drive a shaft, said first, for supporting the mobile contacts of the appliance between an open position of the pole in which the movable contacts and the fixed contacts of the apparatus are separated and a closed position of the pole in which these movable and fixed contacts are in contact, said device comprising a closing spring controlled by an actuating shaft, said second, said spring being able to transmit closing energy said shaft said first after compression and passage of said spring beyond a line of neutral passage, via a cam rotated by said shaft said second, and cooperating with a roller secured to the shaft said first, holding means of the said first control shaft in the closed position, and unlocking means of the aforementioned holding means permitting t quick opening of the device contacts.
  • Pole control devices comprising a closing spring capable of supplying the closing energy to a cam capable of retransmitting this energy to the control shaft of the poles by means of a roller and comprising a control device are known. hooking adapted to retain the pole control shaft in a closed position.
  • this attachment system generates a large number of parts.
  • the present invention solves these problems and proposes a device for controlling the poles of an electrical control apparatus, of simple design in that it does not use a fastening system for the maintenance in closing, in which the Excess energy is managed, and having a high speed of opening.
  • the present invention relates to a control device of the kind mentioned above, this device being characterized in that the aforementioned holding means are carried by said cam.
  • the aforementioned unlocking means are carried by the cam.
  • the aforementioned cam comprises a so-called first part of which at least a portion of the outer surface cooperates with the roller so that it remains in abutment on the cam after the closure thus achieving the maintenance in the closed position of the tree says first.
  • the aforementioned unlocking means comprise a beak-shaped part belonging to the cam, this part being able to be retracted by the roller at the end of the opening maneuver of the corresponding apparatus at the beginning of the rotation of the control shaft said first in the direction of opening, so as to facilitate the rapid opening of the control shaft.
  • the compression spring is compressed, and the cam is rotated so as to bring the cam and the roller to a point of equilibrium, after which the part The nozzle of the cam is retracted by the roller, which causes the opening of the contacts.
  • the aforementioned cam comprises a so-called fixed cam and a so-called mobile cam, which is movable in rotation with respect to the fixed cam, the two cams being shaped in such a way that during a closing maneuver, the cam said second shaft drives both cams at the same time and the roller cooperates with the outer surface of the two cams, that during an opening maneuver, the shaft said second is driven in the same direction, and that at the end of the opening maneuver, the roller cooperates only with the nose portion of the movable cam so that the component of force of the roller on the cam drives the movable cam by rotation thereof relative to the fixed cam and release the tree said first.
  • the fixed and movable cams comprise elongated openings capable of cooperating with studs secured to the said second shaft, so as to allow the relative rotation between the two cams between two positions defined by the ends of the openings and corresponding respectively at a position in which the two cams are driven at the same time and a position in which the aforementioned beak portion is retracted.
  • the fixed cam and the movable cam have substantially the same shape, the movable cam being of larger size than the fixed cam, so that when the two cams are driven at the same time, the two beak parts are staggered so that at the end of opening operation of the shaft said second, the roller cooperates only with the spout of the movable cam.
  • the movable cam is rotatable relative to the fixed cam about the axis of rotation of the said second shaft, and in that when the two cams are driven at the same time, the two parts forming bec are offset angularly with respect to said axis so that at the end of the opening maneuver of said second shaft, the roller cooperates only with the spout of the movable cam.
  • the cam comprises means for absorbing the excess energy generated during the closing operation of the apparatus, this energy being absorbed by re-compression of the closing spring and friction of the roller on the cam.
  • these means for absorbing the excess energy comprise a so-called second cam portion interposed between the aforementioned first portion of the cam and the mouth of the cam, this second portion having a surface cooperating with the roller to absorb the excess energy generated during compression closure of the spring and friction on the roller.
  • each cam has a first portion in the form of a disk portion having a first radius for maintaining the closing of the control shaft, followed by a second portion in the form of a disk portion having the same radius and allowing absorption of excess energy generated during closure, followed by a third disc-shaped portion having a radius greater than the first radius, and terminated by a beak portion.
  • the apparatus is a medium voltage electrical appliance.
  • the apparatus is a switch, the said first operating shaft being controlled manually or automatically.
  • a power source driving an actuator, such as an electric motor.
  • said first cam portion is separated from said second cam portion by a boss constituting a brake during rotation of the cam.
  • control device controls the contacts of a vacuum interrupter.
  • a control device D of the poles of a medium-voltage electrical control device according to the invention such as a medium-voltage electrical switch, is seen, this control device being intended to control the contacts (not shown) of a light bulb. empty A.
  • This device comprises for each pole of the apparatus, a first pole control shaft 1, rotatable between an open position and a closed position of the contacts of the device.
  • This device also comprises a closing said spring 2 controlled by a shaft said second 3 crankshaft, operable by a user from the outside of the device to perform a maneuver manual opening or closing the device by drive of the control shaft says first 1.
  • This first said shaft comprises a crank 4 comprising a roller 5 adapted to cooperate with a cam system 6 controlled by the aforementioned spring 2 as will be explained in the following.
  • This spring 2 is supported by a 2a of its ends on a fixed point of the frame of the apparatus, and by its opposite end 2b, is mechanically connected to this cam system so that the maneuver of the shaft of compression of the spring, said second, in the closing direction, drives the cam system 6 in rotation and the compression of the spring until the spring passes beyond a neutral line of passage, after which the spring takes over to drive the cams 7,8, which then cooperate with the roller 5 to drive the said first shaft to a closed position of the contacts.
  • the opening of the contacts is achieved by the drive in the same direction of the said second control shaft.
  • This cam system 6 is rotatably mounted about an axis X corresponding to that of the said second shaft 3 for actuating the spring 2 and comprises, as illustrated in FIGS. Figures 7 to 10 a fixed cam 7 integral with said second shaft, and a so-called movable cam 8 rotatably mounted about this axis X with respect to the fixed cam 7 between two positions by means of two studs 9,10 integral with said second shaft cooperating respectively with two openings 11,12 provided in said cam said mobile, the rotational stroke of the movable cam being defined by the shape and dimensions of the openings and the position of the pads on the shaft said second.
  • cams 7.8 are mounted on the said second shaft 3, so as to be superimposed on one another, these two cams having the same profile, the movable cam being larger than the fixed cam so as to exceed this one side when superimposed.
  • Each of these cams is formed of three successive disk portions, namely a first and a second disk portion 13, 14 of the same radius separated by a protuberance 15, then a last portion 16 separated from the second portion 14 by a protrusion 17 having a radius greater than that of the last two aforesaid portions 13,14 and terminating in a spout 18.
  • first and second cam portions have substantially the same constant radius so as not to further compress the opening spring and contact pressure.
  • the aforementioned crank 4 is constituted by two flanges 19,20 parallel to each other connected by an axis 21 supporting the aforementioned roller 5, the roller 5 being intended to cooperate with the aforesaid cams 7,8.
  • the device is in the open position at the very beginning of a closing maneuver, in which position the compression spring 2 is in the partially compressed position, the roller 5 does not interfere with the outer surface of the cams.
  • the user drives the compression shaft 3 of the so-called second spring in rotation in the clockwise direction.
  • This rotation causes the rotation in the same direction of the two cams 7,8.
  • the movable cam 8 exceeds the fixed cam 7 on both sides thereof, this being due to the fact that it was driven by the roller 5 during the opening that preceded.
  • the aforementioned pads 9,10 move towards the first end 11a, 12a of openings 11,12 and are able to drive the movable cam 8 in rotation.
  • the movable cam protrudes from the fixed cam only at one end of the two cams, the end forming a spout 18, while at the opposite end, the two cams are superimposed.
  • the so-called second shaft 3 supplies the closing energy to a cam system 6 which retransmits this energy onto the first shaft 1 via a roller 5. From the moment when the roller is in contact with the cam and during the duration of the closing maneuver, this roller 5 remains in abutment on the surface of the cams, as shown in FIG. figure 4 .
  • the first part 13 of the cam makes it possible to maintain the closing of the control shaft 1 while the second part 14 makes it possible to absorb the excess energy of the control, by recompression of the closing spring 2 and friction of the roller 5 on the cams 7.8.
  • the profile of the cams is such that the roller remains in contact with the cams even with a very high excess energy, as illustrated in FIG. figure 5 .
  • a second operating orifice 23 mechanically connected to the first 22 by a gear system 24 is used. This makes it possible to reverse the operating direction, the operating shaft 3 being always driven in the same direction.
  • the movable cam thus allows the rapid opening of the device by the fact of its retraction, and therefore eliminates any component of effort of the shaft supporting the cams on the roller.
  • the movable cam 8 escapes under the effect of the roller 5 and does not slow the rotation thereof. So we do not have to continue compressing the spring 2 at the beginning of the rotation of the said first control shaft, as this would be the case in order to rotate the cams a little more in order to release the roller, if the moving cam was not present, and only a fixed cam was used. Continuing to compress the closing spring would result in a loss of opening speed.
  • This movable cam thus allows the control shaft of said poles first to be completely free at the beginning of the opening, as when releasing a snap.
  • This principle is based on a rotation in one direction and a so-called secondary shaft can be maintained in position.
  • a control device has thus been made thanks to the invention making it possible to keep the pole in the closed position by the closing cam which supplies the closing energy on the roller of the pole operating shaft.
  • This control device makes it possible to open the pole by rotating the shaft which supplies the closing energy, by compressing its spring, which makes it possible to store a part of the closing energy in its spring for a next maneuver.
  • a second cam has been created having a degree of freedom with respect to the first, so as not to slow down the opening of the pole control shaft, which otherwise could come into abutment on it via the roller.
  • a device for controlling the poles of an electrical switching device of simple design, has been realized in that this device does not include an attachment device for maintaining the control shaft. poles in the closed position.
  • the excess energy generated during the closing is managed by the recompression of the closing spring and the outer surface of the cam cooperating with the roller.
  • the profile of the cam absorbs excess energy without opening the device.
  • the shape of the cam is not limited to that in disc portion illustrated, but can take any form having a semi-spherical portion allowing the juxtaposition of the two cams, the holding in the closed position of the control shaft by a first cam portion and the absorption of excess energy by a second portion of the cam and a portion having means for retracting the movable cam by the roller.
  • This device also has a high opening speed in that the pole control shaft can be released quickly, as in a latching, at the beginning of the rotation of the control shaft to achieve the opening thanks to the retraction of the mobile cam eliminating any risk of shock and energy absorption.
  • the invention is applicable to any type of electrical control and / or protection equipment comprising a contact control device.

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif D de commande des pôles d'un appareil de protection électrique apte à entraîner un arbre (1) , dit premier, de support des contacts mobiles entre une position ouverte du pôle dans laquelle les contacts mobiles et les contacts fixes de l'appareil sont séparés et une position fermée du pôle dans laquelle ces contacts mobiles et fixes sont fermés, ledit dispositif D comportant un ressort de fermeture (2) commandé par un arbre de manoeuvre (3), dit second, ledit ressort (2) étant apte à transmettre une énergie de fermeture audit arbre dit premier (1) après compression et passage dudit ressort (2) au-delà d'une ligne de passage de point mort, par l'intermédiaire d'une came (8) entraînée en rotation par ledit arbre dit second (3) et coopérant avec un galet (5) solidaire de l'arbre dit premier (1), des moyens de maintien (13) de l'arbre de commande dit premier en position de fermeture, et des moyens de déverrouillage (18,5) des moyens de maintien précités (13) permettant l'ouverture rapide des contacts de l'appareil, ce dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de maintien précités (13) sont portés par ladite came (7,8).

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de commande des pôles d'un appareil de commande électrique apte à entraîner un arbre, dit premier, de support des contacts mobiles de l'appareil entre une position ouverte du pôle dans laquelle les contacts mobiles et les contacts fixes de l'appareil sont séparés et une position fermée du pôle dans laquelle ces contacts mobiles et fixes sont en contact, ledit dispositif comportant un ressort de fermeture commandé par un arbre de manoeuvre, dit second, ledit ressort étant apte à transmettre une énergie de fermeture audit arbre dit premier après compression et passage dudit ressort au-delà d'une ligne de passage de point mort, par l'intermédiaire d'une came entraînée en rotation par ledit arbre dit second, et coopérant avec un galet solidaire de l'arbre dit premier, des moyens de maintien de l'arbre de commande dit premier en position de fermeture, et des moyens de déverrouillage des moyens de maintien précités permettant l'ouverture rapide des contacts de l'appareil.
  • Les dispositifs de commande actuels ne peuvent pas supporter trop d'énergie excédentaire compte-tenu d'un risque important de casse et de fatigue rapide des pièces du dispositif de commande, dû notamment aux chocs générés alors en fin de course. Il est donc nécessaire de gérer et de contrôler en permanence cette énergie.
  • On connaît des dispositifs de commande des pôles comportant un ressort de fermeture apte à fournir l'énergie de fermeture à une came apte à retransmettre cette énergie à l'arbre de commande des pôles par l'intermédiaire d'un galet et comportant un dispositif d'accrochage apte à retenir cet arbre de commande des pôles dans une position fermée. Or, ce système d'accrochage génère un nombre de pièces important.
  • Dans ce type de commande, l'énergie excédentaire générée lors de la fermeture est absorbée par la re-compression du ressort après la fermeture du pôle. Par conséquent, cette énergie excédentaire ne génère aucun choc sur les pièces de la commande.
  • La présente invention résout ces problèmes et propose un dispositif de commande des pôles d'un appareil de commande électrique, de conception simple par le fait qu'il n'utilise pas de système d'accrochage pour le maintien en fermeture, dans lequel l'énergie excédentaire est gérée, et présentant une grande vitesse d'ouverture.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de commande du genre précédemment mentionné, ce dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de maintien précités sont portés par ladite came.
  • Selon une caractéristique particulière, les moyens de déverrouillage précités sont portés par la came.
  • Selon une autre caractéristique, la came précitée comporte une partie dite première dont une partie au moins de la surface extérieure coopère avec le galet de manière que celui-ci reste en appui sur la came après la fermeture réalisant ainsi le maintien en position de fermeture de l'arbre dit premier.
  • Selon une autre caractéristique, les moyens de déverrouillage précités comportent une partie en forme de bec appartenant à la came, cette partie étant apte à être escamotée par le galet à la fin de la manoeuvre d'ouverture de l'appareil correspondant au début de la rotation de l'arbre de commande dit premier dans le sens de l'ouverture, de manière à faciliter l'ouverture rapide de cet arbre de commande.
  • Selon une autre caractéristique, lors d'une manoeuvre d'ouverture du pôle, le ressort de compression est comprimé, et la came est entraînée en rotation de manière à amener la came et le galet à un point d'équilibre, après lequel la partie formant bec de la came est escamotée par le galet, ce qui provoque l'ouverture des contacts.
  • Selon une autre caractéristique, la came précitée comporte une came dite fixe et une came dite mobile, laquelle est mobile en rotation par rapport à la came fixe, les deux cames étant conformées de telle manière que lors d'une manoeuvre de fermeture, l'arbre dit second entraine les deux cames en même temps et le galet coopère avec la surface extérieure des deux cames, que lors d'une manoeuvre d'ouverture, l'arbre dit second est entraîné dans le même sens, et qu'à la fin de la manoeuvre d'ouverture, le galet coopère uniquement avec la partie formant bec de la came mobile de manière que la composante d'effort du galet sur la came chasse la came mobile par rotation de celle-ci par rapport à la came fixe et libère l'arbre dit premier.
  • Selon une autre caractéristiques, les cames fixe et mobile comportent des ouvertures allongées aptes à coopérer avec des plots solidaires de l'arbre dit second, de manière à permettre la rotation relative entre les deux cames entre deux positions délimitées par les extrémités des ouvertures et correspondant respectivement à une position dans laquelle les deux cames sont entraînées en même temps et une position dans laquelle la partie formant bec précitée est escamotée.
  • Selon une autre caractéristique, la came fixe et la came mobile présentent sensiblement la même forme, la came mobile étant de dimension plus importante que la came fixe, de manière que lorsque les deux cames sont entraînées en même temps, les deux parties formant bec sont décalées de manière qu'en fin de manoeuvre d'ouverture de l'arbre dit second, le galet ne coopère qu'avec le bec de la came mobile.
  • Selon une autre caractéristique, la came mobile est mobile en rotation par rapport à la came fixe autour de l'axe de rotation de l'arbre dit second, et en ce que lorsque les deux cames sont entraînées en même temps, les deux parties formant bec sont décalées angulairement par rapport audit axe de manière qu'en fin de manoeuvre d'ouverture de l'arbre dit second, le galet ne coopère qu'avec le bec de la came mobile.
  • Selon une autre caractéristique, la came comporte des moyens pour absorber l'énergie excédentaire générée lors de la manoeuvre de fermeture de l'appareil, cette énergie étant absorbée par re-compression du ressort de fermeture et frottement du galet sur la came.
  • Selon une autre caractéristique, ces moyens pour absorber l'énergie excédentaire comportent une portion de came dite seconde interposée entre la première portion précitée de la came et le bec de la came, cette seconde partie présentant une surface coopérant avec le galet pour absorber l'énergie excédentaire générée lors de la fermeture par compression du ressort et frottement sur le galet.
  • Selon une autre caractéristique, chaque came comporte une première partie en forme de portion de disque présentant un premier rayon permettant le maintien en fermeture de l'arbre de commande, suivie d'une seconde partie en forme de portion de disque présentant un même rayon et permettant l'absorption de l'énergie excédentaire générée lors de la fermeture, suivie d'une troisième partie en forme de portion de disque présentant un rayon supérieur au premier rayon, et terminée par une partie formant bec.
  • Selon une autre caractéristique, l'appareil est un appareil électrique moyenne tension.
  • Selon une autre caractéristique, l'appareil est un interrupteur, l'arbre de manoeuvre dit premier étant commandé manuellement ou automatiquement. Par exemple, par une source d'énergie entraînant un actionneur, comme par exemple un moteur électrique.
  • Selon une autre caractéristique, la portion de came dite première est séparée de la portion de came dite seconde par un bossage constituant un frein lors de la rotation de la came.
  • Selon une autre caractéristique, le dispositif de commande précité commande les contacts d'une ampoule à vide.
  • Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels :
    • La figure 1 est une vue partielle en perspective, illustrant le dispositif de commande selon l'invention,
    • La figure 2 est une vue de côté du même dispositif en position ouverte,
    • La figure 3 est une figure identique à la figure précédente, illustrant le dispositif selon l'invention au début de la fermeture,
    • La figure 4 est une figure identique à la figure précédente, le dispositif étant en cours de fermeture,
    • La figure 5 est une vue identique aux figures précédentes, le dispositif étant en position fermée.
    • La figure 6 est une vue identique aux figures précédentes, le dispositif étant en position fermée, en début de manoeuvre d'ouverture,
    • Les figures 7 et 8 sont deux vues partielles en perspective d'une partie du dispositif de commande selon l'invention, ces deux figures illustrant respectivement deux étapes successives de l'ouverture du dispositif,
    • La figure 9 est une vue partielle en perspective, illustrant une partie de l'arbre de compression du ressort de fermeture équipé de deux cames respectivement fixe et mobile selon l'invention,
    • La figure 10 est une vue de côté de la figure précédente illustrant plus particulièrement la came mobile.
    • La figure 11 est une vue de côté, illustrant la face extérieure de l'un des deux flasques entre lesquels est monté le dispositif selon l'invention, et
    • La figure 12 est une vue de côté illustrant la face extérieure de l'autre des deux flasques.
  • Sur les figures 1 à 6, on voit un dispositif de commande D des pôles d'un appareil de commande électrique moyenne tension selon l'invention, tel un interrupteur électrique moyenne tension, ce dispositif de commande étant destiné à commander les contacts (non représentés) d'une ampoule à vide A.
  • Ce dispositif comporte pour chaque pôle de l'appareil, un arbre de commande des pôles dit premier 1, mobile en rotation entre une position d'ouverture et une position de fermeture des contacts de l'appareil. Ce dispositif comporte également un ressort dit de fermeture 2 commandé par un arbre dit second 3 formant vilebrequin, manoeuvrable par un utilisateur de l'extérieur de l'appareil afin de réaliser une manoeuvre d'ouverture ou de fermeture manuelle de l'appareil par entraînement de l'arbre de commande dit premier 1.
  • Cet arbre dit premier comporte une manivelle 4 comportant un galet 5 apte à coopérer avec un système de came 6 commandé par le ressort précité 2 comme ceci va être expliqué dans ce qui suit.
  • Ce ressort 2 est en appui par l'une 2a de ses extrémités sur un point fixe du châssis de l'appareil, et par son extrémité opposée 2b, est relié mécaniquement à ce système de came de manière que la manoeuvre de l'arbre de compression du ressort, dit second, dans le sens de la fermeture, entraîne le système de came 6 en rotation et la compression du ressort jusqu'à ce que le ressort passe au-delà d'une ligne de passage de point mort, après laquelle le ressort prend le relais pour entraîner les cames 7,8, lesquelles coopèrent alors avec le galet 5 pour entraîner l'arbre dit premier vers une position de fermeture des contacts. L'ouverture des contacts est réalisée par l'entraînement dans le même sens de l'arbre de commande dit second.
  • Ce système de came 6 est monté en rotation autour d'un axe X correspondant à celui de l'arbre dit second 3 de manoeuvre du ressort 2 et comporte, tel qu'illustré sur les figures 7 à 10, une came fixe 7 solidaire de l'arbre dit second, et une came dite mobile 8 montée en rotation autour de cet axe X par rapport à la came fixe 7 entre deux positions grâce à deux plots 9,10 solidaires de cet arbre dit second coopérant respectivement avec deux ouvertures 11,12 prévues dans cette came dite mobile, la course en rotation de cette came mobile étant définie par la forme et les dimensions des ouvertures ainsi que la position des plots sur l'arbre dit second.
  • Ces deux cames 7,8 sont montées sur l'arbre dit second 3, de manière à être superposées l'une à l'autre, ces deux cames présentant un même profil, la came mobile étant plus grande que la came fixe de manière à dépasser celle-ci d'un côté lorsqu'elles sont superposées. Chacune de ces cames est formée de trois portions de disque successives, à savoir une première et une seconde portion de disque 13,14 de même rayon séparées par une protubérance 15, puis une dernière portion 16 séparée de la seconde partie 14 par une protubérance 17 présentant un rayon supérieur à celui des deux dernières portions précitées 13,14 et se terminant par un bec 18.
  • Avantageusement, la première et la seconde portion de came présentent sensiblement un même rayon constant afin de ne pas comprimer d'avantage le ressort d'ouverture et de pression de contact.
  • Comme ceci est plus particulièrement illustré sur les figures 1,6 et 7, la manivelle précitée 4 est constituée par deux flasques 19,20 parallèles l'un par rapport à l'autre reliés par un axe 21 supportant le galet précité 5, ce galet 5 étant destiné à coopérer avec les cames précités 7,8.
  • Le fonctionnement du dispositif de commande selon l'invention va être décrit dans ce qui suit en référence aux figures :
  • Sur la figure 2, l'appareil est en position ouverte lors du tout début d'une manoeuvre de fermeture, dans laquelle position le ressort de compression 2 est en position partiellement comprimée, le galet 5 n'interférant pas avec la surface extérieure des cames.
  • Lors d'une manoeuvre manuelle de fermeture, l'utilisateur entraîne l'arbre 3 de compression du ressort dit second en rotation dans le sens horaire. Cette rotation entraîne la rotation dans ce même sens des deux cames 7,8. Au début de cette rotation, la came mobile 8 dépasse la came fixe 7 des deux côtés de celle-ci, ceci étant dû au fait qu'elle a été chassée par le galet 5 lors de l'ouverture qui a précédé. Et lors de la rotation de l'arbre 3, les plots précités 9,10 se déplacent vers la première extrémité 11 a, 12a des ouvertures 11,12 et sont aptes à entraîner la came mobile 8 en rotation. Lorsque les plots se trouvent à cette extrémité, la came mobile dépasse la came fixe seulement à l'une des extrémités des deux cames, l'extrémité formant un bec 18, alors qu'à l'extrémité opposée, les deux cames sont superposées.
  • Pendant un premier déplacement en rotation de l'arbre 3, le ressort 2 est comprimé et les cames 7,8 sont entraînées en rotation dans le sens horaire suivant une première course au cours de laquelle le galet 5 et les cames 7,8 n'interfèrent pas encore (figure 2). Puis, lors de la poursuite de la rotation de l'arbre dit second 3, le ressort 2 arrive à une position de passage de point mort illustrée sur la figure 3, passant alors à une phase de décompression au cours de laquelle le ressort prend le relais pour entraîner les cames 7,8, celles-ci venant peu après en contact avec le galet 5, et entraînant le galet en rotation et donc également l'arbre 1 de commande des pôles, dans le sens antihoraire par l'intermédiaire de la manivelle 4, jusqu'à la fermeture des contacts de l'appareil. Ainsi, l'arbre dit second 3, fournit l'énergie de fermeture à un système de cames 6 lequel retransmet cette énergie sur l'arbre dit premier 1 par l'intermédiaire d'un galet 5. A partir du moment où le galet est en contact avec la came et pendant la durée de la manoeuvre de fermeture, ce galet 5 reste en appui sur la surface des cames, tel que ceci est illustré sur la figure 4. La première partie 13 de la came permet de réaliser un maintien en fermeture de l'arbre de commande 1 tandis que la seconde partie 14 permet d'absorber l'énergie excédentaire de la commande, par recompression du ressort de fermeture 2 et frottement du galet 5 sur les cames 7,8. Le profil des cames est tel que le galet reste en appui sur les cames même avec une énergie excédentaire très élevée, tel qu'illustré sur la figure 5. Lors d'une manoeuvre d'ouverture cette fois illustrée sur la figure 6, l'arbre dit second est entraîné en rotation dans le sens horaire, c'est-à-dire dans le même sens que pour la fermeture, ce qui a pour effet de comprimer le ressort 2, ce ressort ayant déjà été comprimé en partie lors de la fermeture lors de l'absorption de l'énergie excédentaire.
  • Afin de dissocier la manoeuvre de fermeture et la manoeuvre d'ouverture tel qu'illustré sur les figures 10 et 11, l'on utilise un deuxième orifice de manoeuvre 23 relié mécaniquement au premier 22 par un système de roue dentée 24. Ceci permet d'inverser le sens de manoeuvre, l'arbre de manoeuvre 3 étant toujours entraîné dans le même sens.
  • En re-comprimant le ressort 2, l'opérateur fait tourner l'arbre 3 supportant les cames 7,8 et ainsi les cames dans le sens horaire, les deux cames tournant en même temps par le fait que les plots 9,10 se trouvent à l'extrémité dite première 11a,12a des ouvertures 11,12. Pendant cette rotation telle qu'illustrée sur les figures 7 et 8, le galet 5 roule sur les deux cames 7,8, puis à la fin de cette rotation correspondant sensiblement à la mi-course de compression du ressort 2, le galet 5 roule sur une seule des cames, la came mobile, compte tenu de la différence de taille entre les deux cames engendrant un écart e entre les parties d'extrémités de ces deux cames.
  • En fin de course de rotation de l'arbre de manoeuvre, la composante d'effort exercée par le galet 5 sur la came mobile 8, illustrée par la flèche sur la figure 7, chasse la came mobile, laquelle tourne par rapport à la came fixe dans le sens horaire jusqu'à ce que les plots 9,10 arrivent aux extrémités des ouvertures 11 b,l2b opposées aux précédentes, libérant ainsi l'arbre de commande 1 dit premier des pôles, lequel peut être amené en position d'ouverture des contacts par l'intermédiaire d'un ressort d'ouverture (non représenté) prévu à cet effet pour réaliser l'ouverture rapide des contacts.
  • La came mobile permet donc l'ouverture rapide de l'appareil par le fait de son escamotage, et supprime donc toute composante d'effort de l'arbre supportant les cames sur le galet.
  • Ainsi, en recomprimant le ressort, lors d'une manoeuvre d'ouverture, l'arbre 3 supportant les cames 7,8 est entraîné en rotation et le galet 5 et la came mobile 8 amenés à un point d'équilibre, après lequel point d'équilibre, la came mobile 8 est chassée par le galet et l'ordre d'ouverture est donné. A cette étape, la décompression du ressort est empêchée par les cliquets.
  • Ainsi, après le passage du point d'équilibre, la came mobile 8 s'échappe sous l'effet du galet 5 et ne freine pas la rotation de celui-ci. Nous n'avons donc pas à continuer à comprimer le ressort 2 lors du début de la rotation de l'arbre de commande dit premier, comme ceci serait le cas afin de faire tourner les cames un peu plus dans le but de libérer le galet, si la came mobile n'était pas présente, et que seule une came fixe était utilisée. Continuer à comprimer le ressort de fermeture entraînerait une perte de vitesse d'ouverture. Cette came mobile permet ainsi à l'arbre de commande des pôles dit premier d'être totalement libre, au début de l'ouverture, comme lors de la libération d'un accrochage.
  • On notera également la présence d'un cliquet anti-retour 25 coopérant avec la roue dentée précitée de manière à empêcher la rotation en sens inverse de l'arbre commandant la compression du ressort.
  • Ce principe repose donc sur une rotation dans un seul sens et un arbre dit secondaire pouvant être maintenu en position.
  • On a donc réalisé grâce à l'invention un dispositif de commande permettant de maintenir en position fermée le pôle, par la came de fermeture qui fournit l'énergie de fermeture sur le galet de l'arbre de manoeuvre des pôles.
  • Ce dispositif de commande permet d'ouvrir le pôle en faisant tourner l'arbre qui fournit l'énergie de fermeture, en re-comprimant son ressort, ce qui permet de stocker une partie de l'énergie de fermeture dans son ressort pour une prochaine manoeuvre.
  • Une seconde came a été créée présentant un degré de liberté par rapport à la première, afin de ne pas freiner l'ouverture de l'arbre de commande des pôles, qui sinon risquerait de venir en butée sur celle-ci par l'intermédiaire du galet.
  • On notera également une augmentation de la vitesse d'ouverture due au fait que le rayon de la came est plus grand, juste avant que l'ordre d'ouverture ne soit donné.
  • On a donc réalisé grâce à l'invention un dispositif de commande des pôles d'un appareil électrique de coupure, de conception simple, par le fait que ce dispositif ne comporte pas de dispositif d'accrochage pour le maintien de l'arbre de commande des pôles en position de fermeture. L'énergie excédentaire générée lors de la fermeture est gérée par la recompression du ressort de fermeture et la surface extérieure de la came coopérant avec le galet. Le profil de la came permet d'absorber l'énergie excédentaire sans ouvrir l'appareil.
  • On notera que la forme de la came n'est pas limitée à celle en portion de disque illustrée, mais peut prendre toute forme comportant une partie semi-sphérique permettant la juxtaposition des deux cames, le maintien en position fermée de l'arbre de commande par une première partie de came et l'absorption de l'énergie excédentaire par un seconde partie de la came ainsi qu' une partie comportant des moyens permettant l'escamotage de la came mobile par le galet.
  • Ce dispositif présente en outre une grande vitesse d'ouverture par le fait que l'arbre de commande des pôles peut être libéré rapidement, comme lors d'un accrochage, lors du début de la rotation de l'arbre de commande pour réaliser l'ouverture grâce à l'escamotage de la came mobile supprimant tout risque de chocs et d'absorption d'énergie.
  • L'invention est applicable à tout type d'appareillage électrique de commande et/ou de protection comportant un dispositif de commande des contacts.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
  • Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit.

Claims (15)

  1. Dispositif de commande des pôles d'un appareil de commande électrique apte à entraîner un arbre, dit premier, de support des contacts mobiles de l'appareil entre une position ouverte du pôle dans laquelle les contacts mobiles et les contacts fixes de l'appareil sont séparés et une position fermée du pôle dans laquelle ces contacts mobiles et fixes sont en contact, ledit dispositif comportant un ressort de fermeture commandé par un arbre de manoeuvre, dit second, ledit ressort étant apte à transmettre une énergie de fermeture audit arbre dit premier après compression et passage dudit ressort au-delà d'une ligne de passage de point mort, par l'intermédiaire d'une came entraînée en rotation par ledit arbre dit second, et coopérant avec un galet solidaire de l'arbre dit premier, des moyens de maintien de l'arbre de commande dit premier en position de fermeture, et des moyens de déverrouillage des moyens de maintien précités permettant l'ouverture rapide des contacts de l'appareil, caractérisé en ce que les moyens de maintien précités (13) ainsi que les moyens de déverrouillage précités (18) sont portés par ladite came (7,8).
  2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came précitée (7,8) comporte une partie dite première (13) dont une partie au moins de la surface extérieure coopère avec le galet (5) de manière que celui-ci reste en appui sur la came (7,8) après la fermeture réalisant ainsi le maintien en position de fermeture de l'arbre dit premier (1).
  3. Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de déverrouillage précités (18) comportent une partie en forme de bec (18) appartenant à la came (7,8), cette partie étant apte à être escamotée par le galet (5) à la fin de la manoeuvre d'ouverture de l'appareil correspondant au début de la rotation de l'arbre de commande (1) dit premier dans le sens de l'ouverture, de manière à faciliter l'ouverture rapide de cet arbre de commande.
  4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que lors d'une manoeuvre d'ouverture du pôle, le ressort de compression (2) est comprimé, et la came (7,8) est entraînée en rotation de manière à amener la came (7,8) et le galet (5) à un point d'équilibre, après lequel la partie formant bec (18) de la came est escamoté par le galet, ce qui provoque l'ouverture des contacts.
  5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la came précitée comporte une came dite fixe (7) et une came dite mobile (8), laquelle est mobile en rotation par rapport à la came fixe, les deux cames étant conformées de telle manière que lors d'une manoeuvre de fermeture, l'arbre dit second (3) entraine les deux cames (7,8) en même temps et le galet (5) coopère avec la surface extérieure des deux cames, que lors d'une manoeuvre d'ouverture, l'arbre dit second est entraîné dans le même sens, et qu'à la fin de la manoeuvre d'ouverture, le galet (5) coopère uniquement avec la partie formant bec (18) de la came mobile (8) de manière que la composante d'effort du galet (5) sur la came chasse la came mobile (8) par rotation de celle-ci par rapport à la came fixe (7) et libère l'arbre dit premier (1).
  6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cames fixe (7) et mobile (8) comportent des ouvertures allongées (11,12) aptes à coopérer avec des plots (9,10) solidaires de l'arbre dit second (3), de manière à permettre la rotation relative entre les deux cames (7,8) entre deux positions délimitées par les extrémités (11a,12a,11b,12b) des ouvertures (11,12) et correspondant respectivement à une position dans laquelle les deux cames (7,8) sont entraînées en même temps et une position dans laquelle la partie formant bec précitée (18) est escamotée.
  7. Dispositif de commande selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la came fixe (7) et la came mobile (8) présentent sensiblement la même forme, la came mobile (8) étant de dimension plus importante que la came fixe (7), de manière que lorsque les deux cames sont entraînées en même temps, les deux parties formant bec (18) sont décalées de manière qu'en fin de manoeuvre d'ouverture de l'arbre dit second, le galet ne coopère qu'avec le bec (18) de la came mobile (8).
  8. Dispositif de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que la came mobile (8) est mobile en rotation par rapport à la came fixe (7) autour de l'axe X de rotation de l'arbre dit second, et en ce que lorsque les deux cames sont entraînées en même temps, les deux parties formant bec (18) sont décalées angulairement par rapport audit axe X de manière qu'en fin de manoeuvre d'ouverture de l'arbre dit second, le galet ne coopère qu'avec le bec (18) de la came mobile (8).
  9. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la came (7,8) comporte des moyens pour absorber l'énergie excédentaire générée lors de la manoeuvre de fermeture de l'appareil, cette énergie étant absorbée par re-compression du ressort de fermeture (2) et frottement du galet (5) sur la came (7,8).
  10. Dispositif de commande selon les revendications 2, 3 et 9, caractérisé en ce que ces moyens pour absorber l'énergie excédentaire comportent une portion de came dite seconde (14) interposée entre la première portion précitée (13) de la came et le bec (18) de la came, cette seconde partie (14) présentant une surface coopérant avec le galet (5) pour absorber l'énergie excédentaire générée lors de la fermeture par compression du ressort (2) et frottement sur le galet (5).
  11. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que chaque came comporte une première partie en forme de portion de disque (13) présentant un premier rayon permettant le maintien en fermeture de l'arbre de commande (1), suivie d'une seconde partie en forme de portion de disque (14) présentant un même rayon et permettant l'absorption de l'énergie excédentaire générée lors de la fermeture, suivie d'une troisième partie (16) en forme de portion de disque présentant un rayon supérieur au premier rayon et terminée par une partie formant bec (18).
  12. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil est un appareil électrique moyenne tension.
  13. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil est un interrupteur, l'arbre de manoeuvre dit premier étant commandé manuellement ou automatiquement (1).
  14. Dispositif de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce que la portion de came dite première (13) est séparée de la portion de came dite seconde (14) par un bossage constituant un frein lors de la rotation de la came.
  15. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le dispositif de commande précité commande les contacts d'une ampoule à vide.
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