Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
3~ E;
-- 1 --
TIT~E : Ensemble mécanique d'enclenchement et de ~é-
lédéclenchement brusques pour interrupteur à
translation à réarmement automatique du dé-
clencheur.
L'invention se rapporte à un ensemble méca-
nique perfectionné pour réaliser l'enclenchement et
le déclenchement brusques pour interrupteur à trans-
lation. Cet ensemble permet de plus le réarmement au
5 tomatique après enclenchement et avant réenclen-
chement de l'interrupteur.
La principale application visée par cet en-
semble mécanique concerne le domaine des interrup~
teurs de puissance industrielle dont le mouvement des
10 contacts est à translation.
Les interrupteurs à translation sont ap-
préciés pour leur tenue au courant de COUl`t C i rcuit
car ils présentent l'important avantage de posséder
une prise latérale des contacts entre les deux
15 machoires, à la manière d'une pince.
Cette caractéristique assure un contact
parfait, franc et complet dès le début de
l'engagement des deux pièces et supprime les rebon-
dissements et battements constatés avec d'autres
20 types de contacts lors de pointes d'intensité.
Pour des besoins de sécurité, on a équipé
ces interrupteurs de mécanismes d'actionnement en
enclenchement et en déclenchement dont les prin-
cipales caractéristiques étaient de diminuer la Force
25 manuelle à exercer sur la poignée pour provoquer le
réenclenchement.
De nombreux mécanismes à ressort permettent
d'obtenir un enclenchement et un déclenchement brus-
ques. Il s'agit notamment des mécanismes décrits dans
30 les brevets américains suivants : n G01,653 TURNE~,
n 2,995,043 LUSK, n 3,614,358 ~RMANN, n~ 3,621,1~9
'
LINK, n 4,146,765 WILSON, n ~,166,205 MAIE~, n
4,219,713 MAIER + RICCI dont la combinaison des
forces de rappel de différents ressorts permet d'ob-
tenir une libération rapide d'énergie en vue d'un
5 enclenchement ou d'un déclenchement brusque.
Or, pour la plupart, il s'agit d'interrup-
teurs à enclenchement ou déclenchement par mouvements
rotatifs pour lesquels l'action des ressorts s'avère
plus ~acile par l'intermédiaire de leviers pivotants.
Ces mécanismes complexes s'avèrent coûteux
à fabriquer et à monter et ne présentent pas toutes
les performances recherchees.
D'autres réalisations emploient des méca-
nismes comprenant une genouillière ou dispositifs
15 analogues. Il s'agit du brevet allemand n 601429
Anton WORNER, des brevets francais n t 137 406
THOMSON-HOUSTON, n 1 542 042, ELLENBERGER et des
brevets américains n 2, 794,~81 FRANK, n 3,187,593
Mac CLOUD, n 3,796,845 SCHIRAE.
Dans ces réalisations, la compression du
ressort entre la position initiale et le point milieu
provoque le basculement brusque vers la position
Opposée.
Si ce type de mécanisme, appliqué à un in-
25 terrupteur à déplacement latéral, permet de tirer
parti de tous les avantages de ce type d'interrup-
teur, il montre toutefois, au-delà des inconvénients
d'un interrupteur manuel nécessitant un effort
certain pour sa manoeuvre, des performances limitées
30 insuffisantes dans certains cas d'utilisation~
En effet, seule la composante transversale
~ f~rr~ ti~ r~ rt ~tlt ~ r ~ ~ Y~ i t ~ ~
pour le basculement. Or celle-ci ne représente, au
voisinage du point mort central, qu'une f`aible partie
35 de sa valeur totale.
Ces interrupteurs présentent, par consé--
-- 3 --
quent, une vitesse d'enclenchement ou de déclenche-
ment limitée par les caractéristiques propres de ce
type de mécanisme.
Par ailleurs, il n'est guère envisageable
5 d'équiper ce type d'interrupteur d'lln dispositif de
déclenchement à distance, en raison de l'énergie de
commande importante qu'il faudrait employer pour
faire basculer ce mécanisme.
Il existe par ailleurs des dispositifs
10 permettant de briser en biais, un alignement de plu-
sieurs axes d'articulations de mécanismes de poussée
ou de retrait. Ces dispositifs sont couramment
appelés des bielles brisées. Deux réaiisations sont
décrites dans les brevets américains n 2,580,511
15 BRANCHU et n 3,754,108 MA~OT. Ces dispositifs
comprennent deux pièces principales articulées entre
elles et~articulées à une de leur extrémité à une
partie d'un mécanisme dans lequel la bielle brisée
est insérée. La position d'équilibre correspond à
20 I'alignement de ces axes. Un levier de déclenchement
permet de désaligner ces axes et de provoquer ainsi
la cassure, c'est-à-dire l'ouverture par déplacement
sur le côté. Il existe également des interrupteurs
commandés à distance tel que celui décrit dans le
25 brevet franc~ais n 1,137,406 THOMSON-HOUSTON dans
lequel une bobine électromagnétique retient un verrou
de blocage d'un mécanisme complexe à genouillière
dont la rapidité des mouvements n'est pas garantie.
La presente invention concerne un ersembie
30 mécanique perfectionné réalisant l'enclenchement et
le déclenchement brusques pour interrupteur à
translation avec réarmement automatique du dé-
clencheur avant réenclenchement de l'interrupteur.
Le déclenchement à distance et le réar-
35 memert automatique du déclencheur remedient au~différents inconvénients observés précédemment et
~ ~ .
_ 4 _ ~ 3~ ~
c~nlercnt a I'interr~ptcur une faci~ité d'exploi-
tation et des performances supérieures pour un
interrupteur à translation qui réclame des mouvements
rectilignes parfaits.
La bielle brisée utilisée dans ce mécanisme
a été largement améliorée et modifiée pour permettre
son réarmement automatique par la seule énergie du
déclenchement~
L'invention apporte aussi de nombreuses
10 possibilités techniques supplémentaires à ce type
d'interrupteur à'translation, telles que la télécom-
mande en déclenchement à faible énergie et des per-
formances tout à fait intéressantes en vitesse de
déclenchement et d'enclenchement par un mécanisme de
lS commande composite utilisant, pour chaque mouvement,
I'énergie accumulée dans un dispositi~ séparé.
A cet effet et plus précisément, le
mécanisme d'enclenchement et de déclenchement brus-
ques perfectionné se montre remarquable par l'as-
20 sociation d'une bielle brisée avec un dispositif vaet vient sollicité en mouvements transversau~
brusques d'enclenchement et de déclenchement par deux
moyens de poussée opposés mis sous tension progres-
sivement et libérés brutalement, association compre-
25 nant, en outre, des moyens de basculement de labielle permettant une commande à distance en déclen-
chement et son réarmement automatique apres déclen-
chement.
Le mouvement arriere de la poignée ne
3~s'avère plus nécessaire, car elle revient automati-
quement en position prête à l'enclenchement.
Selon cette caractéristique supplémentaire,
I'énergie du déclenchement est utilisée pour replacer
automatiquement la bielle brisée et ses. éléments
3scomposants en position réarmee pour i'enclenchement
de l'interrupteur, position dans laquelle les points
~ 3~6
d'articulation de l'ensemble mécanique sont alignés
dans la phase précédant juste la manoeuvre d'enclen-
chement. Dans cette position, la bielle brisée est
fermée, c'est-à-dire susceptible de transmettre
5 I'effort de translation permettant la compression du
ressort d'enclenchement. Il suffit alors de tourner
la poignée dans un seul sens pour réaliser l'en-
clenchement de l'interrupteur.
Selon une autre caractéristique, I'ouver-
10 ture automatique de la bielle brisée permet de
commander un ~SIement anlleYo d(~ si~)nali~.ltioll ~-al
lequel l'observateur peut se rendre compte du déclen-
chement autrement que par la position de la poignée
de commande.
Ainsi, le mécanisme seton l'invention
confère à i'interrupteur à translation, qui en est
équipé, de multiples avantages tels que :
. Ia commande en déclenchement à distance à
faible énergie,
. Ia rapidité exceptionnelle de déclenchement et
d'enclenchement,
. Ia possibilité d'utiliser le même dispositif
él~ctromécanique de déclenchement pour des
interrupteurs d'intensité de coupure différente
allant jusqu'à de fortes valeurs,
. I'utilisation d'une association de moyens
mécaniques de montage simple,
. ia possibilité de déclencher manuellement,
. Ia nécessité d'une plus faible force de
manoeuvre en enclenchement en raison de ce que
la force du ressort d'enclenchement ne subit
aucun fractionnement en une composante longi-
tudinale et une autre composante transversale
au mouvement,
. automatisme évitant toute manoeuvre sup-
plémentaire,
. . ,
-- 6 --
. rapidité au réenclenchement de l'i~terrupteur,
. vitesse d'actionnement,
. amortissement des chocs,
. suppression de la manoeuvre de réarmement.
Les caractéristiques techniques et d'autres
avantages de l'invention sont consignés dans la
description qui suit effectuée à titre d'exemple non
limitatif sur un mode d'exé~ution en référence au
dessin accompagnant dans ~equel :
. Ia figure 1 est une vue génér,~ale en plan de
l'ensemble mcanique complet d'enclenchement et de,
déclenchement dans lequel entre le perfec-
tionnement seion l'invention;
. Ia figure 2 est une vue en élévation de l'ensemble
mécanique complet d'enclenchement et de déclen-
chement;
. Ia figure 3 représente, vue en plan, une bielle
brisée d'un autre type;
. Les figures de 4 à 6 sont des vues schématiques en
20 plan, représentant respectivement l'ensemble
mécanique complet en position déclenchée, en
position intermédiaire et en position enclenchée;
. Ia figure 7 est une vue en plan de l'ensemble
mécanique complet, interrupteur enclenché et
25 bielle alignée, juste avant le déclenchement selon
le perfectionnement objet de l'invention;
. Ia figure 8 est une vue de détail en plan de la
bielle brisée juste après le déclenchement selon
le perfectionnement;
3~ . Ia ~igure 9 est une vue en plan de l'ensemble
mécanique complet lors~ue le téton de la bieile
brisée arrive contre sa butée;
. Ia figure ~0 est une vue de détail en plan de la
bielle brisée selon le perfectionnement de l'in-
vention en phase de pivotement du levier d'action-
nement solidaire de la poignée de manoeuvre;
. Ia figure 11 est une vue de détai3 en plan de la
bielle brisée illustrant la fin du pivotement du
levier diactionnement et le franchissement du
levier de bloca~3e de la bielle brisee par la
pointe de la biellette d'enclenchement ;
. Ia figure 12 est une vue de détail en plan du
contact et de la poussée du bossage de la pointe
~e la biellette d'enclenchement avec et contre le
retour du levier de blocage de la bielle brisée ;
. Ia figure 13 est une vue en plan de l'ensemble
mécanique complet en fin de phase de réarmement
automatique, bielle brisée réalignée, interrupteur
prêt à être réenclenché ;
. Ia figure 14 est une vue générale en perspective
illustrant la composition générale de l'ensemble
mécanique transformant le mouvement rotatif de la
poignée en mouvement de translation d'enclen-
chement et le mouvement de translation corrélatif
du déclenchement.
Pour bien comprendre la présente invention,
et pour disposer des mêmes références désignant les
mêmes pièces,on reprendra ci-après les éléments de
description du brevet principal.
En se référant à la ~igure 1, I'ensemble
25 mécanique est actionné manuellement à partir d'une
poignée de manoeuvre solidaire de l'axe de commande
1. .
Cet axe, monté pivotant sur une platine et
en rappel élastique vers la position de déclen-
30 chement, entraîne en basculement une bielle brisée 2de type connu par l'intermédiaire d'un mécanisme
pivotant 3.
Cette bielle brisée est utilisée comme
déclencheur et conçue de ~`açon à permettre son
35 réarmement automatique.
Le premier ensemble comprend un levier
, ~
- , . , - .
: :
~?1$~3 ;:3qEi
-- 8 --
d'actionnement 4 monté pivotant autour de l'axe de
commande 1, par exemple par une douille 5. Ce levier
4 est ~rticulé par une de ses extrémités sur la
bielle brisée 2 et relié par son autre extrémité à
5 une lumière curviligne 6 prévue dans un secteur
pivotant 7 solidaire de l'axe de commande 1.
La bielle brisée 2 est montée articulée
dans un ensemble mécanique 8 de compression et de
detente procédant par alignement des éléments du
10 bras mécanique composite dans lequel elle est
insérée. Elle coopère avec un dispositif de va et
vient 9 d'enclenchement et de déclenchement en tant
qu'élément articulé de liaison permettant de
réaliser l'alignement des points d'articulation en
15 phase de compression et la cassure en phase de
décienchement. Elle coopère également par poussée en
~in d'alignement avec un levier de retenue basculant
10, rappelé en position de retenue par un ressort
11, qui libère instantanément l'énergie accumulée
20 pendant la phase de compression en vue de provoquer
l'enclenchement brusque. Ce levier 10 comporte ure
extrémité avec retour dont le chant forme front
d'arrêt.
La bielle brisée est choisie de préférence
25 dans le mode de réalisation représenté en figure 1.
Elle pourra -tout aussi bien présenter les carac-
téristiques techniques d'un autre mode de réali-
sation, par exemple celui représenté en figure 3
procurant sensiblement les mêmes résultats.
3o La bielle brisée est articulée, d'une
part, à l'extrémité du levier d'actionnement 4 par
un axe 12 et, d'autre part, à l'extrémité d'une
biellette d'enclenchement 13 par l'intermédiaire
d'un axe 14.
La bielle brisée utilisée est formée de
deux platines parallèles telles que 1$ portant un
mécanisme de blocage 16 constitué des éléments
suivants : un levier de blocage 17 en chien de fusil
présentant une encoche réceptrice 18, un levier de
déclenchement 19 pivotant, à ergot d'extrémité 20, à
5 élément rectiligne transversal de verrouillage 21
coopérant, d'une part, avec l'extrémité du levier de
blocage 17 et, d'autre part, avec une gorge
réceptrice 22 présentant une rampe de dégagement 23
au niveau de l'extrémité de la biellette d'enclen-
10 chementO
L'autre type de bielle brisée, représentéeen figure 3, ne diffère pas fondamentalement de
celui déjà décrit.
Elle se compose de deux chapes 24, des
15 deux axes d'articulation 12 et 14 d'extrémité par
lesquelles elle se trouve placée dans l'ensemble
mécanique de compression et de détente 8.
L'extrémité de la biellette d'enclen-
chement 13 affecte une forme élargie 25 à encoche en
~0 coin 26 dans laquelle vient se loger l'extrémité
d'un secteur de blocage 27 solidaire d'un levier
pivotant de déclenchement 28 . Le principe de
fonctionnement reste identique.
Pour limiter l'amplitude du mouvement de
25 cassure, on a prévu ici, sur l'extrémité de la
biellette d'enclenchement, une goupille d'arret 29
se dépla~ant dans une lumière curviligne 30.
Ladite biellette d'enclenchement porte un
ressort d'enclenchement 31 maintenu entre deux
30 flaques d'extrémité 32 et 33. Elle comporte une
lumière longitudinale 34 coopérant avec l'axe 35 du
va et vient 9 qui entraîne l'équipage mobile porte-
contacts entre la position d'enclenchement et la
position ~de déclenchement.
La biellette est con~ormée en pointe à son
extrémité avant, articulée sur ia bielle brisée 2.
` ' '
'
3~
- ~o -
Cette extrémité profiiée présente une découpe
laissant apparaître une gorge réceptrice 22, une
rampe de déga~ement 23 et une pointe 36 venant se
loger dans l'encoche réceptrice 18 et bioquée dans
5 cette position par l'élément de verrouillage 21.
Le dispositif de va et vient 9 se compose
d'une deuxième biellette, dite de déclenchement 37,
montée articulée à l'une de ses extrémités sur un axe
38 et venant s'engager sur l'axe 35 dans une lumière
10 longitudinale 39 permettant son déplacement trans-
versal. La biellette de déclenchement 37 pourra
comporter tout aussi bien une lumière longitudinale
dans sa partie arrière qui procurera un résultat
identique.
Elle porte un ressort de déclenchement 40
maintenu par des flasques 41 et 42.
L'ensemble mécanique comporte également un
dispositif de commande à distance du déclenchement
sous la forme d'un levier intermédiaire de declen-
20 chement 43 monté pivotant et actionné par un moyen depoussée 44, par exemple du type électromagnétique
sous la forme d'une bobine 45 à noyau plongeur 46.
Le levier intermédiaire ~e déclenchement ~3
présente une forme générale en équerre avec un retour
25 47 à double rampe oblique 4~ permettant une action
sur le levier de déclenchement à n'importe quel
moment de la course.
On provoque le déclenchement à distance par
une impulsion de faible énergie sur la bobine 4~. Le
30 levier 43 basculera entraînant le levier de
déclenchement 19 de la bielle brisée par contact de
son ergot 20 sur la double rampe 48.
On pourra, bien entendu, prévoir un autre
moyen provoquant le déclenchement tel, par exemple,
35 une bobine de manque de tension ou tout autre trans-
ducteur électromécanique en sécurité positive ou
équ i va I eht .
L'axe 35 du va et vient 9 est solidaire de
l'équipage mobile en transl at i on portant les contacts
~ mâchoires de l'interrupteur. Il pourra présenter
5 une base plus épaisse sur laque~le vient en appui de
blocage l'extrémité du levier de retenue.
Pour des raisons de clarté, on expliquera
~aintenant sommairement le fonctionnement général de
l'ensemble mécanique provoquant l'enclenchement ou le
10 déclenchement brusque en se référant plus particu-
lièrement aux figures de 4 à 6.
On procède à l'enclenchement en agissant
sur la poignée de manoeuvre pour ramener les axes
d'articulation 1, 12 et 14 de la bielle brisée 2 et
15 I'axe 35 du va et vient 9 en alignement.
La rotation de la poignee engendre, par
l'intermédiaire de la bielle brisée à l'état blvquée,
un effort de type longitudinal. La bielle brisée
reste à l'état bloqué et transmet l'effort au ressort
20 d'enclenchement porté par la biellette d'enclen
chement. L'effort de poussée se transmet ensuite au
ressort d'enclenchement qui bute, par son flasque
d'extrémité 32, contre l'axe 35 du dispositif de va
et vient 9 maintenu dans cette posit;on par l'extré-
25 mité du levier de retenue 10.
La compression se poursuit par lepivotement du levier d'actionnement 4.
Pend~nt toute ~ette phd~, 3 ~ du~ I ~C~ IIt
de la bielle brisée 2 et, correlativement, de la
30 biellette d'enclenchement 13 ~ se traduit par la
compression du ressort d'enclenchement 31 entre ses
deux flasques 32 et 33 et simultanément du ressort de
déclenchement 40 jusqu'à ce que le chant de ladite
bielle brisée 2 bute contre le levier de retenue lO
35 et l'entraîne en basculement de dégagement. L'axe 35,
ainsi libéré, se déplace brusquement jusqu'à la
3~
- 12 -
position d'enclenchement sous l'effet de la pouss~e
du ressort 31. Pendant ce mouvement, il se déplace
dans la lumière 39 jusqu'à la position d'en~len-
chement 13 entraînant en translation l'~quipage
5 mobile portc-contacts.
Le déclenchement est produit par ~ne im-
pulsion sur le dispositif 44, par exemple ~ bobine et
noyau plongeur, ou tout autre moyen équivalent
pouvant être commandé ~ Jistance.
Le déplacement du noyau entraîne le
basculement du lev;er intermédiaire de déclenchement
43 dont ia double rampe oblique 48 entre en contact
avec l'ergot 20 du levier de déclenchement 19 de la
bielle brisée 2. Ce dernier pivote vers l'avant en
15 amenant son élément transversal de blocage en
position de dégagement7 Le levier de blocage 17
s'ouvre et libère la pointe 36 de la biellette
d'encl~nchement 13 pour permettre sa rotation. La
cassure de la liai 50n rectiligne se produit avec
20 projection de ia bielle ~ I'extérieur. Ce mouvement
est favorise par le ressort de déclenchement 37 qui
se détend et provoque le déclenchement brusque de
l'interrupteur par le déplacement de l'axe 35 en
position extrême opposée et la cassure de la bielle 2
25 puis son réalignement ou sa fermeture automatique
comme on le verra ci-après.
Le levier de retenue 10 est rappelé en
position de blocage dès la fin du déclenchement par
le ressort 11 .
Selon le présent perfectionnement~ la chape
supérieure 24 de la bielle brisée 2 est pourvue sur
son grand côté 49 d'un téton 50 de contact coopérant
avec une butée 51 prévue sur le levier d'actionnement
4.
Par ailleurs le chant intérieur 52 de la
pointe 36 de la biellette d'enclenchement 13 comporte
3G
-- 13 --
entre l'extrémité et la rampe 23 un bossage ou une
surépaisseur 53. Le chant intérieur 54 du retour du
levier de blocage 17 comporte également un bossage ou
une surépaisseur 55 après l'encoche réceptrice 1g.
Ces bossages ou surépaisseurs 53 et 55
permettent de garantir le réalignement systématique
parfait de la bielle brisée par la seule énergie de
déclenchement sous l'effet de la poussée du bossage
53 du chant intérieur 52 de la pointe 36 contre le
10 bossage 55 du chant correspondant 54 du levier de
commande, comme il apparaît clairement sur les
figures 11, 12 et 13.
Cette aide à la fermeture s'a~ère d'une
totale efficacité dans le rabattement du levier de
15 blocage 17.
Les différentes phases de fonctionnement du
mécanisme de réarmement automatique sont les sui-
vantes.
Après déclenchement, la bielle 2 précé-
20 demment alignée (figure 7) se brise (figure 8) jus-
~u'à contact du téton 50 contre la butée 51.
L'extrémité latérale 56 de la biellette d'enclen-
chement 13 bute contre le corps de la bielle brisée
et, par réaction, fait pivoter le levier d'action-
25 nement 4 vers le bas (figures 9 et 10) pendant queles extrémités de la biellette 13 et du levier 17 se
rapprochent jusqu'a franchissement du levier 17 par
la pointe 36 de la rampe intérieure (figure 11 ) .
Après ce franchissement, la pointe 36
30 pousse dans son mouvement de rabattement grâce aux
bossages 53 et 55, la partie arrière du levier de
blocage 17 pour le contraindre en rabattement et
amener la bielle brisée ? en position fermée (figure
12).
En fin de mouvement, les points d'arti-
culation sont alignés ~figure 13) et l'ensemble
14
mécanique est prêt à etre enclenché.
Il suffit alors de rétablir l'enclenchement
de l'interrupteur par action sur la poignée de
manoeuvre.
L'énergie du déclenchement est suffisante
pour amener automatiquement par la seule force de
réaction, la pointe 36 de la biellette d'enclen-
chement 13 sous le levier de déclenchement 17 de la
bielle brisée 2 en position initiale prête à l'en-
clenchement.
~ ien en~e~ , le meme crfet ~ourra etre
obtenu par un seul bossage 53 ou 55 d'épaisseur
suffisante pour permettre la même poussée.
La figure ~4 montre en perspective le
mécanisme actionnant l'interrupteur à translation. On
voit clairement, sur cette figure, I'axe 35 se
déplaçant en translation à partir du mouvement
rotatif de la poignée entraînant l'équipage mobile 57
porte-contacts dont les pièces 58 et 59 viennent
20 enserrer les lames de contacts 60 et 61 en position
de fermeture.
Bien que l'invention ait été décrite à
propos d'une forme de réalisation particulière, il
est bien entendu qu'el!e ne saurait s'y limiter et
25 que diverses modifications simples, variantes
directes, substitutions par des ma~tières et moyens
équivalents ne sauraient faire échapper à la présente
protection mais entrent pleinement dans son cadre.
