FR3093227A1 - Dispositif de commande de contacts d’une ampoule à vide pour appareil de connexion électrique - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à un dispositif (10) de commande d’un contact mobile (91) relativement à un contact fixe d’une ampoule à vide (90) d’un appareil de connexion électrique (100). Ce dispositif (10) comprend un mécanisme principal d’ouverture et de fermeture (1, 2, 3, 4) des contacts, du type à accumulation d’énergie mécanique. Selon l’invention, ce dispositif (10) comprend un mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture (5, 6, 7, 8) agencé pour accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile (91) est déplacé vers la position de fermeture, et pour restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture additionnel sous forme de choc tendant à déplacer le contact mobile (91) de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le contact mobile (91) est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal. Cet effort d’ouverture additionnel peut en particulier être transmis par un bras de frappe (6) entraîné en rotation sous l’action d’un ressort d’ouverture auxiliaire (5) jusqu’à venir frapper avec l’une de ses extrémités un levier (41) du mécanisme principal, ou une pièce reliée à ce levier (41). Figure pour l’abrégé : Fig. 3
Description
L’invention concerne le domaine des appareils de connexion électrique, en particulier des appareils à coupure de courant électrique dans le vide. L’invention vise notamment les appareils de type disjoncteur à haute tension. Elle n’est toutefois pas limitée à ce type d’appareil et peut aussi concerner des appareils tels que des contacteurs ou des interrupteurs. En outre, l’invention trouve des applications dans différents domaines de tension, notamment en moyenne tension ou haute tension, c'est-à-dire un appareil opérant à une tension supérieure à 1000 V. Dans le présent document, l’expression appareil de connexion électrique regroupe indifféremment plusieurs types d'appareils électriques comme un interrupteur, un disjoncteur, un contacteur, un interrupteur fusible, un recloser, etc.
Plus spécifiquement, l’invention se rapporte à un dispositif de commande de contacts d’une ampoule à vide pour un tel appareil de connexion électrique.
État de la technique antérieure
Il est connu dans l’état de la technique antérieure des dispositifs de commande d’un contact mobile d’une ampoule à vide, permettant de séparer le contact mobile d’un contact fixe correspondant, par l’intermédiaire d’un mécanisme d’ouverture à accumulation d’énergie.
Les figures 1 et 2 montrent un dispositif de commande conventionnel. Le mécanisme d’ouverture de ce dispositif comprend un ressort d’ouverture 3 et un ressort de pression de contact 14 calibrés pour écarter le contact mobile 91 du contact fixe 92 après réception d’une commande d’ouverture, selon la séquence illustrée aux figures 1 et 2. La figure 1 montre le contact mobile 91 en position d’ouverture, tandis que la figure 2 montre le contact mobile 91 en position de fermeture.
Lors de la fermeture sous courant des contacts 91 et 92, ceux-ci peuvent se souder l’un à l’autre, dans certaines conditions extrêmes de courant et/ou tension, de sorte que l’énergie accumulée par le ressort d’ouverture 3 et par le ressort de pression de contact 14 peut s’avérer insuffisante pour les séparer l’un de l’autre.
Un but de l’invention est de permettre l’ouverture de tels contacts lorsque ceux-ci sont soudés l’un à l’autre et que l’énergie accumulée dans les ressorts est insuffisante pour les dessouder.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de commande d’un contact mobile relativement à un contact fixe d’au moins une ampoule à vide pour appareil de connexion électrique, entre une position de fermeture dans laquelle le contact mobile est en appui contre le contact fixe et une position d’ouverture dans laquelle le contact mobile est écarté du contact fixe. Ce dispositif comprend un mécanisme principal d’ouverture et de fermeture agencé de manière à :
- déplacer le contact mobile vers la position de fermeture lorsque le dispositif reçoit une commande de fermeture et accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile est déplacé vers la position de fermeture,
- restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture principal tendant à déplacer le contact mobile de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le dispositif reçoit une commande d’ouverture.
- déplacer le contact mobile vers la position de fermeture lorsque le dispositif reçoit une commande de fermeture et accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile est déplacé vers la position de fermeture,
- restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture principal tendant à déplacer le contact mobile de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le dispositif reçoit une commande d’ouverture.
Selon l’invention, ce dispositif comprend un mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture agencé de manière à :
- accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile est déplacé vers la position de fermeture,
- restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture additionnel tendant à déplacer le contact mobile de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le contact mobile est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal, autrement dit lorsque cet effort d’ouverture principal est insuffisant pour déplacer le contact mobile de la position de fermeture vers la position d’ouverture.
- accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile est déplacé vers la position de fermeture,
- restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture additionnel tendant à déplacer le contact mobile de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le contact mobile est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal, autrement dit lorsque cet effort d’ouverture principal est insuffisant pour déplacer le contact mobile de la position de fermeture vers la position d’ouverture.
Le mécanisme auxiliaire constitue ainsi un second mécanisme à accumulation d’énergie favorisant la rupture de la soudure des contacts lorsque l’énergie mécanique accumulée par le mécanisme principal d’ouverture est insuffisante pour séparer les contacts l’un de l’autre.
Dans un mode de réalisation, ledit mécanisme principal peut comprendre un organe d’entraînement auquel est relié le contact mobile, un ressort d’ouverture, de préférence de compression, apte à accumuler et restituer ladite énergie mécanique propre au mécanisme principal, le ressort d’ouverture étant agencé pour exercer ledit effort d’ouverture principal sur l’organe d’entraînement de manière à déplacer le contact mobile vers la position d’ouverture lorsque le dispositif reçoit ladite commande d’ouverture, le mécanisme principal pouvant comprendre en outre un arbre de commande et un système de transmission principal reliant l’arbre de commande à l’organe d’entraînement. Selon ce mode de réalisation, ce dispositif peut être configuré pour :
- libérer la rotation de l’arbre de commande lorsque le dispositif reçoit ladite commande d’ouverture,
- entraîner l’arbre de commande en rotation selon un sens de fermeture lorsque le dispositif reçoit ladite commande de fermeture, une telle rotation de l’arbre de commande déplaçant le contact mobile vers la position de fermeture par l’intermédiaire de l’organe d’entraînement de sorte que le ressort d’ouverture accumule ladite énergie mécanique,
- bloquer la rotation de l’arbre de commande lorsque le contact mobile est dans la position de fermeture.
- libérer la rotation de l’arbre de commande lorsque le dispositif reçoit ladite commande d’ouverture,
- entraîner l’arbre de commande en rotation selon un sens de fermeture lorsque le dispositif reçoit ladite commande de fermeture, une telle rotation de l’arbre de commande déplaçant le contact mobile vers la position de fermeture par l’intermédiaire de l’organe d’entraînement de sorte que le ressort d’ouverture accumule ladite énergie mécanique,
- bloquer la rotation de l’arbre de commande lorsque le contact mobile est dans la position de fermeture.
De préférence, l’organe d’entraînement peut comprendre un arbre de pôles, l’organe d’entraînement formant un premier levier solidaire en rotation de l’arbre de pôles, et l’arbre de commande peut être muni d’un deuxième levier solidaire en rotation de l’arbre de commande, ledit système de transmission principal comprenant une bielle de fermeture reliée au premier et au deuxième levier.
Dans un mode de réalisation, le mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture peut comprendre un ressort d’ouverture auxiliaire, de préférence de traction, ce ressort d’ouverture auxiliaire étant apte à accumuler et restituer ladite énergie mécanique propre au mécanisme auxiliaire. Selon ce mode de réalisation, ce mécanisme auxiliaire peut comprendre en outre un bras de frappe mobile en rotation autour d’un axe fixe, le ressort d’ouverture auxiliaire étant agencé pour exercer ledit effort d’ouverture additionnel sur le bras de frappe de manière à l’entraîner en rotation autour dudit axe fixe lorsque le dispositif reçoit ladite commande d’ouverture, le bras de frappe étant agencé pour transmettre l’effort d’ouverture additionnel audit organe d’entraînement sous forme de choc lorsque le contact mobile est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal.
Un tel mécanisme auxiliaire est relativement simple à mettre en œuvre et permet, sous l’action du déplacement du bras de frappe, d’exercer un effort d’ouverture additionnel, en l’occurrence une frappe, de nature à rompre la soudure des contacts.
De plus, la distance entre l’axe fixe et la partie du bras de frappe réalisant la frappe en tant que telle, c’est-à-dire transmettant à l’organe d’entraînement l’effort d’ouverture additionnel, constitue un bras de levier qui permet d’utiliser un ressort d’ouverture auxiliaire de raideur relativement faible, notamment au regard de la raideur du ressort d’ouverture principal.
Cela permet de découpler le mécanisme auxiliaire du mécanisme principal lorsque l’effort d’ouverture principal est suffisant pour ouvrir les contacts, c’est-à-dire d’éviter dans ce cas de transmettre l’effort d’ouverture additionnel à l’organe d’entraînement.
Dans un mode de réalisation, le mécanisme auxiliaire peut comprendre un système de transmission auxiliaire, ce système de transmission auxiliaire comprenant une bielle de déclenchement reliant la bielle de fermeture au deuxième levier ainsi qu’une bielle d’ouverture reliant le bras de frappe au deuxième levier de manière à lier en rotation l’arbre de commande avec le bras de frappe. Selon ce mode de réalisation, le mécanisme auxiliaire est de préférence agencé de sorte que, lorsque le dispositif reçoit la commande d’ouverture et que le contact mobile est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal :
- les bielles de fermeture et de déclenchement sont déplacées en rotation l’une par rapport à l’autre sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire, réduisant la distance entre une extrémité de la bielle de fermeture reliée au premier levier et une extrémité de la bielle de déclenchement reliée au deuxième levier,
- le bras de frappe est entraîné en rotation autour dudit axe fixe sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire jusqu’à venir frapper avec l’une de ses extrémités le premier levier ou une pièce reliée à celui-ci, cette frappe transmettant ledit effort d’ouverture additionnel à l’organe d’entraînement.
- les bielles de fermeture et de déclenchement sont déplacées en rotation l’une par rapport à l’autre sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire, réduisant la distance entre une extrémité de la bielle de fermeture reliée au premier levier et une extrémité de la bielle de déclenchement reliée au deuxième levier,
- le bras de frappe est entraîné en rotation autour dudit axe fixe sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire jusqu’à venir frapper avec l’une de ses extrémités le premier levier ou une pièce reliée à celui-ci, cette frappe transmettant ledit effort d’ouverture additionnel à l’organe d’entraînement.
Dans un mode de réalisation, le mécanisme auxiliaire peut comprendre un ressort de torsion agencé pour orienter le sens de rotation de la bielle de déclenchement relativement à la bielle de fermeture.
De préférence, l’axe fixe du bras de frappe peut être parallèle aux axes de rotation de l’arbre de pôles et de l’arbre de commande.
Un tel agencement permet typiquement de réduire la compacité du dispositif et de simplifier son fonctionnement.
L’invention concerne aussi un appareil de connexion électrique comprenant une ou plusieurs ampoules à vide comportant chacune un contact mobile et un contact fixe, cet appareil comprenant un dispositif tel que défini ci-dessus.
Cet appareil de connexion électrique peut consister en un disjoncteur haute tension.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée non limitative qui suit.
La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
Description détaillée de modes de réalisation
La figure 3 représente une partie d’un appareil de connexion électrique 100, de type disjoncteur haute tension, équipé d’une ampoule à vide 90. Cet appareil 100 peut typiquement comprendre plusieurs ampoules à vide (configuration avec plusieurs ampoules non représentée).
L’invention se rapporte plus spécifiquement à un dispositif 10 de commande d’un contact mobile 91 de l’ampoule à vide 90, relativement à un contact fixe de cette ampoule 90. Comme cela se dégage de la description suivante, ce dispositif de commande 10 est apte à commander simultanément l’ouverture de plusieurs contacts mobiles 91 lorsque l’appareil 100 est équipé de plusieurs ampoules à vide 90.
En référence aux figures 3 et 4, le dispositif de commande 10 comprend un arbre de pôles 1 mobile en rotation autour d’un axe A1, relativement à un élément de support 101 de l’appareil 100.
L’arbre de pôles 1 porte, pour chaque ampoule à vide 90, un palier 11 relié au contact mobile 91 de cette ampoule 90 par l’intermédiaire d’une tige 12 dont l’une des extrémités est fixée au palier 11 et l’autre extrémité est fixée au contact mobile 91.
Ce dispositif 10 permet de déplacer en translation, le long d’une direction D1, la tige 12 et le contact mobile 91, relativement au contact fixe 92 correspondant, lorsque l’arbre de pôles 1 est déplacé en rotation autour de l’axe A1. En particulier, lorsque l’arbre de pôles 1 est déplacé en rotation autour de l’axe A1 selon un premier sens de rotation S11, le contact mobile 91 est déplacé le long de la direction D1 selon un premier sens de translation S13 correspondant à un sens de fermeture des contacts 91 et 92 (voir figure 4). Lorsque l’arbre de pôles 1 est déplacé en rotation autour de l’axe A1 selon un deuxième sens de rotation S12, le contact mobile 91 est déplacé le long de la direction D1 selon un deuxième sens de translation S14 correspondant à un sens d’ouverture des contacts 91 et 92.
Ainsi, lorsque l’appareil 100 comprend plusieurs ampoules 90 (configuration non représentée), la rotation de l’arbre de pôles 1 permet d’ouvrir ou de fermer simultanément les contacts 91 et 92 de chacune des ampoules 90.
Mécanisme principal d’ouverture et de fermeture
Le dispositif de commande 10 comprend, pour chaque ampoule à vide 90, un ressort d’ouverture 3 qui, dans cet exemple, travaille en compression. Le ressort 3 s’étend autour de la tige 12 et est en appui, d’une part, contre une surface d’appui du palier 11 (visible sur la figure 3) et, d’autre part, contre une surface en vis-à-vis d’un élément d’appui 13 correspondant (visible sur la figure 4). Cet élément d’appui 13 est fixe relativement au contact fixe 92 de l’ampoule 90 correspondante, et relativement à l’élément de support 101 de l’appareil 100.
Afin de maintenir une pression entre les contacts 91 et 92, le dispositif 10 comprend, pour chaque ampoule à vide 90, un ressort de pression de contact 14 qui, dans cet exemple, travaille en compression. Le ressort 14 s’étend également autour de la tige 12 et est en appui, d’une part, contre ladite surface d’appui du palier 11 et, d’autre part, contre une surface en vis-à-vis d’un élément d’appui 15 correspondant (visible sur la figure 4). Cet élément d’appui 15 est solidaire de la tige 12 en translation selon la direction D1.
L’arbre de pôles 1 est muni d’un premier levier 41, solidaire de l’arbre de pôles 1 en rotation autour de l’axe A1, de sorte que la rotation de l’un de ces éléments autour de l’axe A1 entraîne l’autre de ces éléments en rotation autour de l’axe A1 selon un sens de rotation commun (S11 ou S12). Le premier levier 41 forme un organe d’entraînement de l’arbre de pôles 1.
Le dispositif de commande 10 comprend par ailleurs un arbre de commande 2 susceptible d’être entraîné, par un mécanisme de commande (non représenté), en rotation autour d’un axe de rotation A2 parallèle à l’axe de rotation A1 de l’arbre de pôles 1.
L’arbre de commande 2 est muni d’un deuxième levier 42, solidaire de l’arbre de commande 2 en rotation autour de l’axe A2, de sorte que la rotation de l’un de ces éléments autour de l’axe A2 entraîne l’autre de ces éléments en rotation autour de l’axe A2 selon un sens de rotation commun (S21 ou S22, voir ci-dessous).
Le premier levier 41 et le deuxième levier 42 sont reliés l’un à l’autre par une double bielle constituée d’une bielle de fermeture 43 et d’une bielle 7 dite « de déclenchement », qui sera décrite de manière plus détaillée ci-dessous, dans la partie relative au mécanisme auxiliaire. La bielle de fermeture 43 est articulée en l’une de ses extrémités au premier levier 41 et en son autre extrémité à la bielle de déclenchement 7. La bielle de déclenchement 7 est articulée en l’une de ses extrémités à la bielle de fermeture 43 et en son autre extrémité au deuxième levier 42.
Cette double bielle ainsi que le deuxième levier 42 forment un système de transmission principal reliant l’arbre de commande 2 à l’organe d’entraînement 41 de l’arbre de pôles 1.
Les différentes pièces du dispositif 10 qui viennent d’être décrites forment un mécanisme principal d’ouverture et de fermeture permettant de déplacer le contact mobile 91 entre une position de fermeture, dans laquelle il est en appui contre le contact fixe 92, et une position d’ouverture, dans laquelle il est écarté du contact fixe 92.
La position de fermeture est représentée à la figure 4 et la position d’ouverture est représentée à la figure 5.
Dans la position de fermeture, le ressort d’ouverture 3 et le ressort de pression de contact 14 sont comprimés et stockent ainsi une énergie mécanique exerçant un effort d’ouverture principal contre la surface d’appui du palier 11, cet effort tendant à entraîner l’arbre de pôles 1 et le premier levier 41 en rotation autour de l’axe A1 selon ledit deuxième sens de rotation S12 (voir figure 4). Tant que le dispositif 10 ne reçoit pas une commande d’ouverture, la rotation de l’arbre de commande 2 est bloquée de sorte que le contact mobile 91 est maintenu dans la position de fermeture sous l’action du ressort d’ouverture 3 et du ressort de pression de contact 14, et des bielles 43 et 7 qui empêchent le premier levier 41 et l’arbre de pôles 1 de tourner selon ledit deuxième sens de rotation S12. En effet, dans cette position, les bielles 43 et 7 sont alignées de sorte que la distance entre, d’une part, l’articulation de la bielle 43 avec le premier levier 41 et, d’autre part, l’articulation de la bielle 7 avec le deuxième levier 42, ne peut pas être augmentée.
O
uverture
par le mécanisme principal
Afin de passer de la position de fermeture (figure 4) à la position d’ouverture (figure 5), le dispositif 10 est configuré pour libérer la rotation de l’arbre de commande 2 lorsqu’une commande d’ouverture est émise.
Cette commande d’ouverture permet ainsi audit effort d’ouverture principal, exercé par le ressort d’ouverture 3 et par le ressort de pression de contact 14, d’entraîner l’arbre de pôles 1 et le premier levier 41 en rotation autour de l’axe A1 selon le deuxième sens de rotation S12. Cette rotation entraîne le contact mobile 91 en translation selon le sens d’ouverture S14. Cette rotation entraîne simultanément le deuxième levier 42 et l’arbre de commande 2 en rotation selon un sens d’ouverture S22, par l’intermédiaire des bielles 43 et 7.
Bien entendu, le ressort de pression de contact 14 est dimensionné de sorte que sa longueur libre soit telle que, dans la position d’ouverture, le contact mobile 91 soit écarté du contact fixe 92 (voir figure 5).
F
ermeture
par le mécanisme principal
Afin de passer de la position d’ouverture (figure 5) à la position de fermeture (figure 4), le dispositif 10 est configuré pour entraîner l’arbre de commande 2 en rotation selon un sens de fermeture S21 lorsqu’une commande de fermeture est émise.
Une telle rotation de l’arbre de commande 2 entraîne le premier levier 41 et l’arbre de pôles 1 en rotation selon le premier sens de rotation S11 par l’intermédiaire des bielles 43 et 7 et du deuxième levier 42, ce qui déplace le contact mobile 91 en translation selon le sens de fermeture S13.
Lors d’une telle fermeture des contacts 91 et 92, ainsi que lors de l’ouverture par le mécanisme principal (sans assistance du mécanisme auxiliaire ; voir ci-dessous), la double bielle constituée des bielles 43 et 7 se comporte comme une bielle unique.
Lors de la fermeture des contacts 91 et 92, c’est-à-dire lors de la rotation de l’arbre de pôles 1 entre la configuration de la figure 5 et celle de la figure 4, le ressort d’ouverture 3 accumule de l’énergie mécanique.
Principe d’accumulation d’énergie par le mécanisme principal
Le mécanisme principal d’ouverture et de fermeture peut présenter des variantes par rapport au mode de réalisation particulier qui vient d’être décrit. Par exemple, dans un mode de réalisation non représenté, le ressort d’ouverture peut être un ressort de traction.
Plus généralement, le mécanisme principal est agencé de manière à déplacer le contact mobile 91 vers la position de fermeture lorsqu’une commande de fermeture est émise, et accumuler de l’énergie mécanique lorsqu’il est déplacé vers la position de fermeture. Ce mécanisme principal est en outre agencé pour restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture principal tendant à déplacer le contact mobile 91 de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le dispositif 10 reçoit une commande d’ouverture.
Mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture
Selon l’invention, le dispositif 10 comprend un mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture prévu pour dessouder les contacts 91 et 92 lorsque le mécanisme principal ne permet pas à lui seul de les dessouder.
En référence aux figures 3 et 4, le mécanisme auxiliaire comprend un bras de frappe 6, mobile en rotation autour d’un axe fixe 61.
Cet axe fixe 61 est parallèle aux axes de rotation A1 et A2 de l’arbre de pôles 1 et de l’arbre de commande 2, respectivement.
Le mécanisme auxiliaire comprend une bielle d’ouverture 8 reliant le bras de frappe 6 au deuxième levier 42 de manière à lier en rotation l’arbre de commande 2 avec le bras de frappe 6. Pour ce faire, la bielle d’ouverture 8 est articulée en l’une de ses extrémités au bras de frappe 6, en un point du bras 6 situé entre l’axe fixe 61 et une extrémité de frappe de ce bras 6 ; la bielle d’ouverture 8 est articulée en l’autre de ses extrémités au deuxième levier 42. Ainsi, la rotation du deuxième levier 42 selon le sens d’ouverture S22 entraîne le bras de frappe 6 en rotation selon un sens de frappe S32, et réciproquement ; la rotation du deuxième levier 42 selon le sens de fermeture S21 entraîne le bras de frappe 6 en rotation selon un sens d’armement S31, et réciproquement (voir figure 4).
Dans cet exemple, le mécanisme auxiliaire comprend un ressort d’ouverture auxiliaire 5 de traction. Ce ressort 5 est relié d’une part à une partie fixe du dispositif 10, c’est-à-dire fixe relativement à l’élément de support 101 de l’appareil 100, et d’autre part en une extrémité du bras de frappe 6 qui est opposée, relativement à l’axe fixe 61, à son extrémité de frappe.
Dans la position de fermeture représentée à la figure 4, le ressort d’ouverture auxiliaire 5 est étendu et stocke ainsi une énergie mécanique exerçant un effort sur le bras de frappe 6 tendant à entraîner ce dernier en rotation autour de l’axe fixe 61 selon le sens de frappe S32. Tant que le dispositif 10 ne reçoit pas la commande d’ouverture, la rotation de l’arbre de commande 2 est bloquée de sorte que le bras de frappe 6 ne peut tourner selon le sens de frappe S32, compte tenu de la présence de la bielle d’ouverture 8.
La bielle d’ouverture 8 ainsi que la bielle de déclenchement 7 forment un système de transmission auxiliaire agencé pour entraîner une frappe par le bras 6 sur l’organe d’entraînement 41, lorsque le contact mobile 91 est bloqué dans la position de fermeture en dépit de la libération de la rotation de l’arbre de commande 2, c’est-à-dire lorsque l’effort d’ouverture principal est insuffisant pour ouvrir ou dessouder les contacts 91 et 92.
Aide à l’
o
uverture par le mécanisme
auxiliaire
Lorsque les contacts 91 et 92 sont soudés l’un à l’autre, le mécanisme principal peut s’avérer insuffisant pour ouvrir les contacts 91 et 92. Dans ce cas, le contact mobile 91 est bloqué dans la position de fermeture illustrée à la figure 4 en dépit de la possibilité pour l’arbre de commande 2 de tourner autour de l’axe A2 sous l’action du ressort d’ouverture 3 et du ressort de pression de contact 14 (voir plus haut).
Il en résulte que le premier levier 41 ne peut tourner autour de l’axe A1 selon le deuxième sens de rotation S12 que d’un angle correspondant à la compression du ressort de pression de contact 14, en raison de la soudure des contacts 91 et 92 qui s’oppose à l’action du ressort d’ouverture 3.
Toutefois, l’action du ressort d’ouverture auxiliaire 5 sur le bras de frappe 6 tend à entraîner le deuxième levier 42 en rotation autour de l’axe A2 selon le sens d’ouverture S22, par l’intermédiaire de la bielle d’ouverture 8.
Compte tenu de la présence de la bielle de déclenchement 7, le deuxième levier 42 et le bras de frappe 6 peuvent chacun entrer en rotation, respectivement autour de l’axe A2 selon le sens d’ouverture S22 et autour de l’axe fixe 61 selon le sens de frappe S32. En effet, la bielle de déclenchement 7 et la bielle de fermeture 43 peuvent pivoter l’une par rapport à l’autre, sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire 5, et réduire ainsi la distance entre, d’une part, l’articulation de la bielle 43 avec le premier levier 41 et, d’autre part, l’articulation de la bielle 7 avec le deuxième levier 42, selon la configuration illustrée à la figure 6. La bielle de déclenchement 7 permet donc de déclencher le mécanisme auxiliaire afin que celui-ci contribue, par la frappe qu’il réalise, à l’ouverture des contacts 91 et 92.
Afin d’orienter le sens de rotation de la bielle de déclenchement 7 relativement à la bielle de fermeture 43, un ressort de torsion 71 peut être monté entre ces bielles 7 et 43. Cette fonction d’orientation peut être assurée par tout autre moyen, par exemple à l’aide d’un taquet monté sur l’une de ces bielles de manière à empêcher leur rotation relative dans un sens incompatible avec le fonctionnement du dispositif 10 (non représenté).
Depuis la configuration de la figure 6, le bras de frappe 6 est dès lors entraîné en rotation autour de l’axe fixe 61 selon le sens de frappe S32, sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire 5, cette rotation entraînant le deuxième levier 42 et l’arbre de commande 2 en rotation autour de l’axe A2 selon le sens d’ouverture S22.
Le bras de frappe 6 poursuit sa rotation jusqu’à ce que son extrémité de frappe vienne frapper le premier levier 41, ou une pièce reliée à celui-ci (voir figure 7). Une telle frappe permet de transmettre au premier levier 41 un effort d’ouverture additionnel sous forme de choc, capable de dessouder les contacts 91 et 92.
Lorsque les contacts 91 et 92 sont dessoudés sous l’effet de cette frappe, l’arbre de pôles 1 et le premier levier 41 sont alors entraînés en rotation autour de l’axe A1 selon le deuxième sens de rotation S12, sous l’action du ressort d’ouverture 3, entraînant le contact mobile 91 en translation selon le sens d’ouverture S14. Le dispositif 10 passe ainsi de la configuration de la figure 7 à la configuration de la figure 5.
Bien entendu, lorsque le mécanisme principal permet d’ouvrir les contacts 91 et 92 sans nécessiter une aide du mécanisme auxiliaire, le passage de la position de fermeture (figure 4) à la position d’ouverture (figure 5) se traduit néanmoins par une rotation du bras de frappe 6 autour de l’axe fixe 61 selon le sens de frappe S32 puisque, l’arbre de commande 2 pouvant entrer en rotation en conséquence de la commande d’ouverture, le ressort d’ouverture auxiliaire 5 restitue l’énergie mécanique qu’il a accumulé lors de la fermeture. Le bras de frappe 6 n’interfère toutefois pas dans ce cas avec l’organe d’entraînement 41, compte tenu de la géométrie et de l’agencement des différentes pièces du dispositif 10.
Principe d’accumulation d’énergie par le mécanisme
auxiliaire
Lors de la fermeture des contacts 91 et 92, c’est-à-dire lors de la rotation de l’arbre de pôles 1 de la configuration de la figure 5 à la configuration de la figure 4, le ressort d’ouverture auxiliaire 5 accumule de l’énergie mécanique.
Le mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture peut bien entendu présenter des variantes par rapport au mode de réalisation particulier qui vient d’être décrit. Par exemple, dans un mode de réalisation non représenté, le ressort d’ouverture auxiliaire peut être un ressort de compression.
Plus généralement, le mécanisme auxiliaire est agencé de manière à accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile 91 est déplacé vers la position de fermeture, et restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture additionnel tendant à déplacer le contact mobile 91 de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le contact mobile 91 est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal.
Claims (9)
- Dispositif (10) de commande d’un contact mobile (91) relativement à un contact fixe (92) d’au moins une ampoule à vide (90) pour appareil de connexion électrique (100), entre une position de fermeture dans laquelle le contact mobile (91) est en appui contre le contact fixe (92) et une position d’ouverture dans laquelle le contact mobile (91) est écarté du contact fixe (92), ce dispositif (10) comprenant un mécanisme principal d’ouverture et de fermeture (1, 2, 3, 4) agencé de manière à :
- déplacer le contact mobile (91) vers la position de fermeture lorsque le dispositif (10) reçoit une commande de fermeture et accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile (91) est déplacé vers la position de fermeture,
- restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture principal tendant à déplacer le contact mobile (91) de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le dispositif (10) reçoit une commande d’ouverture,
ce dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend un mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture (5, 6, 7, 8) agencé de manière à :
- accumuler de l’énergie mécanique lorsque le contact mobile (91) est déplacé vers la position de fermeture,
- restituer l’énergie mécanique ainsi accumulée de manière à exercer un effort d’ouverture additionnel tendant à déplacer le contact mobile (91) de la position de fermeture vers la position d’ouverture lorsque le contact mobile (91) est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal. - Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel ledit mécanisme principal comprend un organe d’entraînement (41) auquel est relié le contact mobile (91), un ressort d’ouverture (3), de préférence de compression, apte à accumuler et restituer ladite énergie mécanique propre au mécanisme principal, le ressort d’ouverture (3) étant agencé pour exercer ledit effort d’ouverture principal sur l’organe d’entraînement (41) de manière à déplacer le contact mobile (91) vers la position d’ouverture lorsque le dispositif (10) reçoit ladite commande d’ouverture, le mécanisme principal comprenant en outre un arbre de commande (2) et un système de transmission principal (42, 43) reliant l’arbre de commande (2) à l’organe d’entraînement (41), ce dispositif (10) étant configuré pour :
- libérer la rotation de l’arbre de commande (2) lorsque le dispositif (10) reçoit ladite commande d’ouverture,
- entraîner l’arbre de commande (2) en rotation selon un sens de fermeture (S21) lorsque le dispositif (10) reçoit ladite commande de fermeture, une telle rotation de l’arbre de commande (2) déplaçant le contact mobile (91) vers la position de fermeture par l’intermédiaire de l’organe d’entraînement (41) de sorte que le ressort d’ouverture (3) accumule ladite énergie mécanique,
- bloquer la rotation de l’arbre de commande (2) lorsque le contact mobile (91) est dans la position de fermeture. - Dispositif (10) selon la revendication 2, dans lequel l’organe d’entraînement comprend un arbre de pôles (1), l’organe d’entraînement (41) formant un premier levier (41) solidaire en rotation de l’arbre de pôles (1), et dans lequel l’arbre de commande (2) est muni d’un deuxième levier (42) solidaire en rotation de l’arbre de commande (2), ledit système de transmission principal comprenant une bielle de fermeture (43) reliée au premier (41) et au deuxième levier (42).
- Dispositif (10) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le mécanisme auxiliaire d’aide à l’ouverture comprend un ressort d’ouverture auxiliaire (5), de préférence de traction, ce ressort d’ouverture auxiliaire (5) étant apte à accumuler et restituer ladite énergie mécanique propre au mécanisme auxiliaire, ce mécanisme auxiliaire comprenant en outre un bras de frappe (6) mobile en rotation autour d’un axe fixe (61), le ressort d’ouverture auxiliaire (5) étant agencé pour exercer ledit effort d’ouverture additionnel sur le bras de frappe (6) de manière à l’entraîner en rotation autour dudit axe fixe (61) lorsque le dispositif (10) reçoit ladite commande d’ouverture, le bras de frappe (6) étant agencé pour transmettre l’effort d’ouverture additionnel audit organe d’entraînement (41) sous forme de choc lorsque le contact mobile (91) est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal.
- Dispositif (10) selon la revendication 4 considérée comme dépendante de la revendication 3, dans lequel le mécanisme auxiliaire comprend un système de transmission auxiliaire (7, 8), ce système de transmission auxiliaire comprenant une bielle de déclenchement (7) reliant la bielle de fermeture (43) au deuxième levier (42) ainsi qu’une bielle d’ouverture (8) reliant le bras de frappe (6) au deuxième levier (42) de manière à lier en rotation l’arbre de commande (2) avec le bras de frappe (6), ledit mécanisme auxiliaire étant agencé de sorte que, lorsque le dispositif (10) reçoit la commande d’ouverture et que le contact mobile (91) est bloqué dans la position de fermeture malgré l’action de l’effort d’ouverture principal :
- les bielles de fermeture (43) et de déclenchement (7) sont déplacées en rotation l’une par rapport à l’autre sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire (5), réduisant la distance entre une extrémité de la bielle de fermeture (43) reliée au premier levier (41) et une extrémité de la bielle de déclenchement (7) reliée au deuxième levier (42),
- le bras de frappe (6) est entraîné en rotation autour dudit axe fixe (61) sous l’action du ressort d’ouverture auxiliaire (5) jusqu’à venir frapper avec l’une de ses extrémités le premier levier (41) ou une pièce reliée à celui-ci, cette frappe transmettant ledit effort d’ouverture additionnel à l’organe d’entraînement (41). - Dispositif (10) selon la revendication 5, dans lequel le mécanisme auxiliaire comprend un ressort de torsion (71) agencé pour orienter le sens de rotation de la bielle de déclenchement (7) relativement à la bielle de fermeture (43).
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel l’axe fixe (61) du bras de frappe (6) est parallèle aux axes de rotation de l’arbre de pôles (1) et de l’arbre de commande (2).
- Appareil de connexion électrique (100) comprenant une ou plusieurs ampoules à vide (90) comportant chacune un contact mobile (91) et un contact fixe (92), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
- Appareil de connexion électrique (100) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il consiste en un disjoncteur haute tension.
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