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Dispositif de stockage d'énergie mécanique à force d'accrochage nulle.
La présente invention est relative à un dispositif de stockage
d'énergie mécanique, au moyen de ressorts et destiné en particulier à
l'aotionnement d'un dis~oncteur éle¢trique.
On sait que l'actionnement mécanique des dis~oncteurs est réali-
sé par exemple au moyen d'un ressort de compression. L'énergie
néoessaire à la manoeuvre est alors stockée dans le ressort bandé. Le
ressort est maintenu bandé grâce à un dispositif d~accrochage plu9 OU
moins complexe, qui comprend nécessairement un organe d'accrochage
immobilisant une roue ou une came.
On se référera à cet égard au brevet français n 1 588 485. Ce
brevet FR-1 58c 485 décrit u~ dispositif à ressort, commandé par im-
pulsion~ pour la manoeuvre d'appareils électriques, notamment inter-
rupteur et sectionneur, en un temps long par rapport à la durée de
ladite impulsion. Ce dispositif comporte un ressort entrainant, par
1'intermédiaire d'un câble et d~une came, l~arbre de commande du dé-
clenchement. Son réarmement est effectué à l'aide d'un arbre muni d'un
moyen antiretour oomportant notamment une roue à ro¢het ¢oopérant avec
un oliquet portant ~ son extrémité un galet d'aoarochage et entra~-
nant, par l'intermédlaire d'une oha~ne cinématique démultiplicatrice,
ledit arbre de commande en sens inverse dudit déclenchement. L'impul-
sion provoque le verrouillage permanent du moyen antiretour et
autorise l'achèvement du dé¢len¢hement.
L'organe d'a¢¢rochage et la roue exer¢ent entre eux un effort
mutuel qu'il est né¢essaire de vaincre pour débloquer la roue et per-
mettre la détente du ressort. Cet effort est d'autant plus grand que
l'énergie sto¢kée dans les ressorts est importante. Plus cet effort
est important et plus l~énergie du mécanisme de déclenohement doit
être grande pour le vaincre.
Or, il est souhaitable d~utiliser un mécanisme à faible énergie.
Il est également souhaité de pouvoir augmenter la quantité
d'énergie stockée tpar exemple en utilisant plusieurs ressorts et/ou
des ressorts plus puissants), sans augmenter l'effort d'accrochage.
Ce but est atteint par le dispositif de l'invention qui permet de
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stocker une énergie mécanique avec un force d'accrochage
nulle.
En effet l'invention a pour objet un
dispositif de stockage d'énergie mécanique ~ force
d'accrochage nulle, comprenant une première tige
coulissant selon un axe, et soumise ~ l'action axiale
d'un premier ressort, cette tige étant solidaire, à sa
premiere extrémité, de moyens d'accrochage et étant
couplée, à sa seconde extrémité, à des moyens de stockage
d'énergie, les moyens d'accrochage comprenant une tige
munie d'un alésage transversal dans lequel, en position
enclenchée, est introduit un organe d'accrochage commandé
par un électro-aimant, caractérisé en ce que les moyens
de stockage d'énergie comprennent une deuxi~me tige
coulissant selon le même axe, et soumise à l'action
axiale d'un deuxième ressort, dont l'extrémité libre, qui
fait ~ace ~ l'extr~mité libre de la premiere tige, est
reliée a des moyens de couplage à cette première tige et
de blocage en une position enclench~e de l'organe
d'accrochage.
Selon la présente invention, il est
également prévu un dispositif d'actionnement d'un
disjoncteur comprenant une tige de commandement
coulissant selon un axe, et soumise à l'action axiale
d'un premier ressort, cette tige étant solidaire, à sa
première extrémité, de moyens d'accrochage et étant
couplée, à sa seconde extrémité, à des moyens de stockage
d'énergie, les moyens d'accrochage comprenant une tige
munie d'un alésage transversal dans lequel, en position
enclenchée, est introduit un organe d'accrochage commandé
par un électro-a.imant, caractérisé en ce que les moyens
de stockage d'énergie comprennent une deuxième tige
coulissant selon le même axe, et soumise à l'action
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axiale d'un deuxième ressort, dont l'extrémité libre, qui
fait face à l'extrémité libre de la première tige, est
rellée à des moyens de couplage ~ cette première tige et
de blocage en une position enclenchee de l'organe
d'accrochage.
Un tel dispositif présente le grand avantage
d'être d'une grande simplicité de mise en oeuvre.
Les caractéristiques et avantages de
l'invention ressortiront d'ailleurs de la description
qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en
référence aux figures annexées sur lesquelles:
- la figure 1 est une schématique du
dispositif de l'invention, prêt à fonctionner, les
ressorts étant bandés:
- la figure 2 est une vue schématique du
même dispositif en cours de fonctionnement:
- la figure 3 est une vue en coupe selon
la ligne III-III de la figure 2.
Dans la figure 1, on distingue une première
tige lO munie à sa première extrémité d'une collerette
11, et à sa seconde extrémité d'un embout 12. Cette
première tige 19 est montée coulissante selon un axe ~ à
l'intérieur d'un alésage 13 percé dans un couvercle 15
qui ferme une cage 16 fixe à sa première extrémité;
cette cage est ici de forme carrée, et a pour axe de
symétrie l'axe ~ . Elle se termine en sa deuxième
extrémité par une partie évasée 28.
Un premier ressort 17, à boudin par exemple,
est disposé autour
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de cette tige 10, en étant fixé d~une part à la collerette 11 et
d'autre part à la partie extérieure de la cage 16.
La première extrémité de cette tige 10 est solidaire de moyens
d~a¢crochage constitués i¢i d'une tige 18, de oommande de dis~oncteur
par exemple, munie d'un alésage transversal 10 dans lequel, en posi-
tion enolenchée, est introduit un organe d'accrochage120 commandé, par
exemple~ par un électro-aimant121 qui permet de maintenir la première
tige 10 en position fixe lorsque le premier ressort 17 est bandé.
Une seconde tige 20 est munie à sa première extrémité qui fait
face à la seconde extrémité de la première tige, d'une collerette 21.
Cette deuxième tige 20 est montée coulissante selon l'axe ~ , à l'in-
térieur d'un alésage 22 percé dans un bâti fixe 23.
Un deuxième ressort 34, à boudin par exemple, est disposé autour
de cette tige 20 en étant fixé d'une part à la collerette 21, et
d'autre part au bâti 23.
Deux brag 24 et 24A, munis à leurs premières extrémités de rou-
lements 25, 26 et 25A, 26A, à billes par exemple, dont les axes de
rotation 29 et 29A sont perpendiculaire~ à l'axe ~ , sont mobiles, en
leur~ seoonte~ extrémlté~, autour de deux axe~ 27 et 27A, de direc-
tions parallèles aux axes 29 et 29A, qui sont situés symétriquement
par rapport à l'axe ~ et solidaires de la partie extérieure de la
collerette 21.
Les extrémités libres de la première (10) et de la deuxième (20)
tige se faisant face, les roulements 25, 26 et 25A, 26A peuvent rouler
entre l'embout 12 et respectivement deux portées 30 et 30A de la cage
16 qui sont planes, parallèles et symétriques par rapport à l'axe ~ .
Ces portées forment donc deux surfaces de roulement ou de guidage qui
se terminent par la partie éva~ée 28.
Comme représenté à la figure 1, l'embout 12 est formé de plu-
sieurs portées symétriques par rapport à l'axe ~ , soient
successivement : deux premières portées planes 31 et 31A parallèles
aux surfaces de roulement 30 et 30A, deux portées 33 et 33A inclinées
vers l'axe ~ , et deux secondes portées planes 32 et 32A parallèles
aux premières.
Comme représenté à la figure 3, les roulements à billes relatifs
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,~ chaque axe 29 (29A) sont respectivement constitués de deux premiers
roulements 25 (25A) qui roulent sur la surface de roulement 30 (30A)
intérieure à la cage 16, entourant un roulement 26 (26A), de plu9 petit
diamètre, qui roule sur la surface extérleure de l'embout 12 c'est-a-
dire sur le~ portées 31, 33 et 32 (31A, 33A et 32A).
En position d'enclenchement, comme représenté à la figure 1, le
ressort 17 est oomprimé de telle sorte que l'organe 120 soit situé à
l'intérieur de l'alésage 19.
Dans cette position le deuxième ressort 34 est auto-bloqué :
en effet les premiers roulements 25 et 25A reposent à l'intérieur de la
partie évasée 28 de la cage 16, et les seconds roulements 26 et 26A
reposent sur les premières portées planes respectivement 31 et 31A, ce
qui interdit un mouvement de ces roulements dans la direction 40 repré-
sentée a la figure 2.
En cours de fonctionnement comme représenté aux fieures 2 et 3, les
ressorts 17 et 34 se sont détendus. Les quatre premiers rouleme-
nts 25 ~25A) reposent alors sur la surface de roulement 30 (30A), et le
seaond roulement 26 (26A) sur la portée lnolinée 33 (33A).
Lor~ du déclenchement c'est-à-dire du passage d'une position a
l'autre, la bobine 121 est alimentée, l'organe d'accrochage 120 est alors
libéré.
Le premier ressort 1? commence à se détendre en entraInant la
tige 10 dans le sens de la flèche 40. Sans aucune poussée qui serait dûe
au second ressort 34, les roulements 25, 25A, 26, 26A passent de leur
première position telle que représentée à la figure 1, à leur seconde
position représentée à la figure 2. Leq seconds roulements 26 et 26A dont
une partie de la surface extérieure repose alors sur les portées
inclinées 33 et 33A permettent de transmettre à la première tige 10 la
poussée du deuxième ressort 34.
Les poussées de ces ~econds roulements 26 et 26A sur les portées de
l'embout 12 freinent très peu le mouvement lnitial de la tige 10
puisqu'il y a déplacement des premiers roulements 25 et 25A sur les
surfaces 30 et 30A.
Le dispositif de l'invention présente donc le grand avantage de
permettre le stockage d'un surplus d'énergie mécanique dûe au deuxième
o
ressort 34 sans que cette dernière n'aeisse sur l'accrochage. En effet,
en position enclenchée, seul le premier ressort 17 appuie ~ur l'accro-
chage, le deuxième ressort 34 étant bloqué grâce au système à roulement.
L'invention permet donc, de simplifier les commandes mécaniques
d'un tel dispositif : la poussée dûe au premler ressort étant falble,
l'aocrochage est simplifié et peut être direct ce qui permet d'éviter des
étages de démultiplication de l'énergie emmagasinée. De plus cette éner-
gie peut être très importante.
Le dispositif de l'invention peut être utilisé pour réaliser des
fonctions d'enclenchement et de déclenchement de commandes mécaniques.
Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et
représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra rempla-
cer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans pour
autant, sortir du cadre de l'invention.
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