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La présente invention vise des perfectionnements aux mécanismes à grande vitosse pour la commande des disjoncteurs, interrupteurs et autre ap- pareils électriques similaires, notamment des appareils ayant une grande puissan- ce de coupure.
Dans les lignes et réseaux modernes à interconnexion at à gran- de puissance, il peut arriver qu'une perturbation de courte durée, se produisant en/un point quelconque du réseau, entraîne une instabilité telle que certaines des machines génératrices perdent le synchronisme. Il est donc très désirable, .ou même essentiel, que l'incident (par exemple un court-circuit), soit isolé de la
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ligne aussi rapidement que possible, an vue de maintenir sa stabilité entre des limites appropriées. En conséquence, le rôle d'assurer l'isolement de l'incidente avant que l'un quelconque des groupes générateurs ne perde la synchronisme, in- combe aux disjoncteurs dans la partie visée de la ligne ou de l'installation.
Dans les disjoncteurs, notamment dans les appareils à huile, la durée totale de l'opération d'ouverture peut 'être divisée en plusieurs parties, à savoir :
La durée nécessaire pour dégager la mécanisme de déclenchement du disjoncteur et mettre en marche la structure de contact mobile : - la durée s'écoulant entre la mise en marche et la séparation des contacts; - et la durée s'écoulant de la séparation des contacts jusqu'il la coupure du circuit.
La durée de fonctionnement peut, en conséquence, être très ré- duite en augmentant la vitesse du mécanisme de déclenchement, et en assurant une ouverture positive et rapide de la structure de contacts, résultant immédia- tement de l'opération de déclenchement.
Ceci posé, la présente invention couvre tout d'abord un méca- nisme de déclenchement et de commande à grande vitesse pour les disjoncteurs à grande puissance de coupure, ce Mécanisme étant de construction simple et de fonctionnement sûr et positif, c'est-à-dire sans jeu. Elle couvre aussi un mé- canisme d'ouverture à grande vitesse pour les disjoncteurs, dans lequel une ac- cumulation d'énergie est effectuée avant la fermeture de circuit, pour permettre d'exécuter une ouverture ultérieure du disjoncteur.
Ce mécanisme comporte un dis- positif pour emmagasiner l'énergie nécessaire dans un ressort do compression, on vue d'ouvrir à grande vitesse le disjoncteur, et un dispositif pour assurer le mouvement de fermeture du disjoncteur, à la suite de la compression de ce ressort, ces dispositifs étant accouplés ou enclenchés par des moyens permettant de réa- liser le déclenchement libre du disjoncteur, à un instant quelconque ou cours de son mouvement de fermeture.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux des- sins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple, et dans lesquels:
La Figure 1 est une élévation schématique d'un mécanisme de commanda à grande vitesse conforme à l'invention, appliqué à un disjoncteur.
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La Fig.2 est une vue schématique d'une partie du mécanisme de la Fig.l, dans une position différente de celle qui correspond à la Fig.l.
La Fig.3 est une vue schématique montrant le mécanisme dans une position encore différente.
Les Fig.4 et 5 sont des vues de détail, avec parties en coupe, concernant une variante du mécanisme représenté dans les Fig.1 à 3.
La Fig.6 est une vue schématique d'une autre variante de l'in- vention.
Les Fig.7 à 9 sont des vues de détail de l'appareil représenté Fig.6 w dans diverses positions opératives.
Les Fig. 10 à 12 sont des vues d'une autre variantedu mécanisme, représentée dans des positions opératives différentes.
Dans la Fig.1, le mécanisme de commande perfectionné est appli- qué à un disjoncteur à coupure dans un fluide, par exemple un disjoncteur à huile muni de chambre d'explosion. Il comporte en premier lieu une tige de manoeuvre 1 portant la structure de contact mobile 2 formant pont et les tiges de contact 3.
Les contacts fixes destinés à coopérer avec les tiges de contact mobiles sont placés à l'intérieur des chambres d'explosion 4, de construction quelconque, et sont montés sur les parties inférieures des isolateurs 5.
Le fonctionnement d'un tel type de disjoncteur est connu des techniciens; il suffit de mentionner ici que le mouvement descendant de la tige de manoeuvre 1 entraîne la séparation des contacts à l'intérieur des chambres d'explosion, la pression engendrée par les arcs à l'intérieur des chambres inter- venant efficacement pour refouler l'nuile à l'extérieur pour les extrémités infé- rieures des chambres et pour éteindre l'arc. L'opération de fermeture du disjonc- teur est effectuée par un simple déplacement de la tige de manoeuvre vers le haut, depuis la position représentée, jusqu'à ce que les tiges de contact 3 engagent con venablement les contacts fixesl'intérieur des chambres d'explosion correspon- dantes.
En vue de transmettre le mouvement à la tige de manoeuvre 1, on a prévu un mécanisme articulé approprié, à déplacement rectiligne, comprenant une tige 6 mobile longitudinalement et reliée à une extrémité, par exemple en 7, à un bras d'un levier coudé 8 monté sur un pivot fixe 9. L'autre extrémité du levier coudé est reliée, par exemple en 10, à une bielle 11 reliée de manière analogue,
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par exemple en 12, à un second levier coudé 13 monté sur un pvot fixe 14.
L'extrémité opposée du levier coudé 13 est reliée, par une petite bielle 15, à une extrémité du levior 16 pivoté Centralement, par exemple en 17, et dont l'autre extrémité est reliée en 18 à la portion médiane d'une bielle 19 dont une extrémité est reliée, par exemple en 20, à la tige de manoeu- vre 1, et dont l'autre extrémité est reliée à une manivelle 21 pivotée en 22.
Il convient d'observer que tout mouvement alternatif de la tige 6 crée un mouvement alternatif du pivot 20, et, en conséquence, de la tigs de ma- noeuvre 1, par la jeu du fonctionnement du mécanisme articulé (16, 19 et 21) à dé- placement rectiligne. En conséquence, tout mouvement descendant de la tige 6 in- tervient efficacement pour créer un mouvement de fermeture ou ascendant de la ti- ge de manoeuvre 1, et inversement.
La puissance motrice pour actionner la tige 6, de façon à effec- tuer soit l'ouverture, soit la fermeture du disjoncteur, est fournie dans le cas présent, par deux dispositifs 23 et 24, par exemple des moteurs électriques avec lesquels coopère un dispositif accumulateur d'énergie, par exemple un puissant ressort de compression 25. Les techniciens apprécieront facilement quo les moteur 23 et 24 peuvent être remplacés, la cas échéant, par d'autres sources motrices, par exaaple des solénoïdes, des servo-moteurs hydrauliques, etc..
Le rôle du moteur 23 est d'anmagasiner de l'énergie seulement pour l'opération d'ouverture du disjoncteur, et"à cet effet, il est relié au ressort de compression 25, par l'intermédiairend'un mécanisme de commande centrifuge à boules 26, d'un levier 27 pivoté centralement en 28 et d'un mécanisme articulé ou genouillère complexe, qui va être décrit maintenant.
Le levier 27 est relié à une petite bielle 27' qui est à son tour reliée au pivot central d'une genouillère 29-29t. En vue de commander la ge- nouillère 29-29', on a prévu une seconde genouillère 29'-30 formant, avec la pre- mière, une genouillère complexe ou un mécanisme composé. La bielle 30 de cette seconde genouillère est articulée autour d'un pivot fixe, en 30', tandis que l'autre extrémité de la bielle est reliée au pivot central de la genouillère qui est commandée par des moyens de déclenchement qui seront décrits par la suite.
Un levier coudé 31, muni d'un pivot fixe 32, est relié à la ge- nouillère 29-29', et aussi en 33 à une pièce d'appui 34 agissant sur l'extrémité mobile du ressort de compression 25 qui est appliqué à son extrémité opposée, contre un support fixe 35. La pièce d'appui 34 est munie d'une partie 36 agencée
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pour venir buter contre une pice correspondante 37 portée par une extrémité de la tige b.
Le rêle du moteur 24 est d'imprimer le mouvement de fermeture à la tige de manoeuvre 1, et à cet effet le moteur est relié à la tige 6, de la manière précédemment décrite, par l'intermédiaire d'un mécanisme articulé à bou- les 38. d'un levier J9 pivoté centralement, d'une et/te bielle de liaison 39', d'une genouillère 40-0', et d'un levier coudé 42 pivoté en 43, ayant un bras re- lié en 44 à la genouillère 40-40', et l'autre bras relié à pivot à un collet 45 ou analogue, fixé sur la tige 6. Comme dans le mécanisme précédent, la genouil- lère 40-40' fait partie d'un mécanisme à genouillère complexe comprenant aussi la seconde genouillère 40'-41.
Les genouillères reliant les moteurs avec le ressort de compres- sion et la tige de manoeuvre, respectivement, sont commandées chacune par un mé- canisme de déclenchement commun comprenant une genouillère de déclenchement 46-46 dont le pivot centrale est muni d'un rouleau ou galet 47 destiné à être engagé et confiné en position par une butée de déclenchement 48 pivotée en 49. Cette butée de déclenchement 48 peut être écartée du trajet' du galet 47 du pivot central par des moyens convenables quelconques, par exemple un prolongement 50 agencé pour être engagé par le noyau mobile 51 d'un électro de surcharge ou de déclenchement.
La genouillère de déclenchement 46-46' comporte un pivot fixe 51, à une extrémité, et est pivotée, à son autre extrémité, sur une bielle 53 reliée, à ses extrémités opposées 54 et 55, respectivement aux mécanismes de genouillères complexes indiqués ci-dessus. On observe ainsi que la bielle 53 intervient effi- cacernent, lorsque la genouillère de déclenchement 46-46' est verouillée par l'o- reille 48, pour permettre le redressement des genouillères 29-29' et 40-40', afin d'entraîner la rotation des leviers coudés 31 et 42, respectivement, dans le sens des aiguilles d'une montre, et de permettre le repliement de ces genouillères, avec un mouvement résultant en sens inverse des aiguilles d'une montre des leviers coudés,
lorsque le repliement de la genouillère de déclenchement permet un mouve- ment ascendant de la bielle 53. En d'autres termes, lorsque la bielle 53 est main tenue dans la position représentée Figure 1, les pivots 55 et 54 sont fixes, avec le résultat que les genouillères 29-29' et 40-40' peuvent être redressées, comme des genouillères simples.
En se reportant maintenant à la Figure 2, et en supposant que l'appareil se trouvait précédemment dans la position représentée figure 1, l'ap-
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pareil est représenté dans une position préliminaire de fermeture de circuit, dans laquelle le moteur 23 a être alimenté indépendamment, par l'intermédiaire de connexions appropriées, pour comprimer le ressort 25. Au cours de cette opéra- tion, la bialla 27 est tournée en sens inverse des aiguilles d'une montre par le mécanisme de commande à boules, et son déplacement a eu pour effet de redrosser la genouillère 29-29' et de faire tourner le levier coudé 31 dans le sens des ai- guilles !rune montre, pour comprimer le ressort 25.
Le mouvement du mécanisme est limité par la butée 31' contre laquelle vient frapper le pivot central de la ge- nouillère, lorsque le ressort a été comprimé.
Au cours de l'opération précédemment décrite, la pièce d'appui 36 se déplace en s'écartant de la tige 6 qui demeure fixe, comme on le voit sur la Fig.2: la genouillère 29-29' de compression de ressort est redressée jusqu'à une position verouillée, de sorte qu'elle peut ainsi maintenir la ressort 25 dans sa position comprimée malgré sa propre réaction. Le moteur 24 est alimenté de manière appropriée, à la suite de l'alimentation du moteur 33, de sorte que la compression du ressort 25 et le mouvement de la tige 6 peuvent être réalisés in- dépendamment l'un de l'autre.
Le schéma représenté sur la Figure 3 montre le mécanisme da com- mande dans la position complètement fermée, dans laquelle le moteur 24 a amené la tige 6 dans sa position de circuit fermé de sorte qu'elle se trouve de nouveau en contact avec la pièce d'appui 36 du ressort de compression. Comme dans l'opéra- tion précédente de compression de ressort, la genouillère 40-40' est redressée par le mécanisme de commande à boules 38, pour faire tourner le levier coudé 42, dans le*sens des aiguilles d'une montre, avec une formeture résultante du disjonc- tour.
Le genouillère 40-40' est, de manière analogue, redressée jusqu'à laie posi- tion légèrement basculée et engage, à son pivot central, la pièce de butée 42', de faqon à verouiller ou immobiliser le disjoncteur en position fermée.
Il convient d'observer, an conséquence, que le disjoncteur est maintenu at immobilisé dans la position de fermeture, tant que les genouillères 29-29' et 40-40' prennent les positions de verrouillage ou d'immobilisation repré- sentées sur la Figure 3.
S'il arrive que le disjoncteur doive être ouvert, sous l'effet d'une condition, de circuit anormale quelconque, la pièce magné tique 51 vient en- gager le prolongement 50 de l'oreille de déclenchement, de façon à la faire tour- ner dans le sens des aiguilles d'une montre, en l'écartant du trajet du galet de
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pivot central 47 de la genouillère de veuillage. Le cas échéant, on pourrait aussi faire appel à un dispositif quelconque à commande manuelle.
La genouillère 46-46' pouvant alors se replier librement, les forces réactives exercées le long des genouillères 29-29t et 40-40' créent un mouvement ascendant brusque de la bielle 46, étant donné que les pivots 55 et 54 ne sont plus maintenus fixes, avec le résultat que les genouillères mentionnées ci-dessus ont leur axes déplacés, de façon à se trouver en deçà de la position critique et à pouvoir se replier librement.
Etant donné que les genouillères se replient d'une manière à peu près simultanée, la tige 6 est immédiatement rappelée vers le haut par le puissant ressort de compression 25, de sorte que la tige de manoeuvre 1 est amenée à gran- de vitesse dans sa position de circuit ouvert.
Il convient d'observer que le ressort de compression 25 interview efficacement pour ouvrir le disjoncteur d'une manière à peu près simultanée avec le repliement de la genouillère 46. Etant donné que l'électro de déplenchement peut créer un repliement de la genouillère au cours d'une très petite durée, on se rond compte que la manoeuvre du disjoncteur est extrêmement rapide.
En vue de ramener les divers mécanismes à genouillères ou à bou- les dans les positions représentées Fig.l, on a prévu des moyens de réarmement ou de rappel, par exemple des ressorts ou des poids, non représentés.
Il est généralement désirables ou avantageux que le fonctionnement du mécanisme de commande de disjoncteur soit à déclenchement libre ou réenclen- chement empêché, car certaines conditions existant sur la ligne peuvent rendre désavantageuse ou nuisible une fermeture ou une refermeture du disjoncteur.
Par les expressions précédentes, on entend désigner le déclenche-- ment du mécanisme de disjoncteur à un instant quelconque au cours de son inouve- ment de formeture, indépendamment de l' appli cati on d'une force quelconque dans le sens de la fermeture.
Dans la réalisation des Fige 1 à 3, toute action de déclenchement libre ou de réenclenchement empêché est évidemment possible, mais étant donné que les pièces 36 et 37 seraient très probablement espacées l'une de l'autre à l'ins- tant du déclenchement, à moins que les moteurs ne soient synchronisés pour effec- tues simultanément les opérations de compression du ressort et de fermeture de l'appareil, la tige 6 serait soumise au choc du ressort de compression libéré.
Il est en conséquence essentiel que des moyens d'accouplement appropriés soient prévus pour permettre au ressort 25, lorsqu'il est libéré à un r
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instant quelconque au cours du mouvement de fermeture de 1'appareil, d'agir sur la tige de manoeuvre 1 sans choc, lorsqu'on, désire un fonctionnement à déclenche- ment libre.
Au lieu d'un engagement mécanique entre le rossort de compression 25 et la tige 6, on peut prévoir des moyens d'accouplement appropriés, par exem- ple un coupleur hydraulique du type représenté sur les Figures 4 et 5.
Comme dans la réalisation précédente, le levier coudé 31 est re- lié, par l'intermédiaire d'une pièce d'appui 34', au ressort de compression 25', et le levier coudé 42 est relié à pivot à la tige 6.En vue de permettre la com- pression du ressort par la manoeuvre ou l'opération du levier coudé 31, indépen- damnent du loviez coudé 42, et pour transmettre l'énergie à un instant quelconque au cours du mouvement de fermeture de l'appareil, depuis le rossort de compres- sion à la tige 6, on a prévu un cylindra hydraulique 60 fixé, de manière queloon- que, sur l'extrémité inférieure de la tige 6, et muni, à son extrémité opposée,
d'une paroi extrême 61 à l'intérieur de laquelle est guidée une tige de piston 62 reliée à un corps de piston 63.
Le corps de piston 63 est muni de passages ou canaux 64 pour le fluide, qui sont agencés pour 'être selmés par une valve 65 reposant sur le côté supérieur du piston. La valve 65 est munie d'une tige de valve 66 s'étendant à travers un alésage ménagé dans la tige de piston 62 et se terminant par un pro- longement 56'. La valve 65 peut, en conséquence, se déplacer librement par rap- port au piston 63 et au cylindre 60.
Le levier coudé 31 est relié à pivot, par exemple en 67, à la tige de piston 62, à l'extérieur du cylindre, de manière que l'opération de com- pression du ressort tende à tirer le piston 63 vers le bas par rapport au cylin- dre 60% Le cylindre 60 est muni d'un agent hydraulique approprié, par exemple de l'huile, de façon que le piston 63 fonctionne dans des conditions déterminées à l'avance contre un fluide à peu près dépourvu de compressibilité.
Au cours de l'opération de compression du ressort, la prossion de fluide, au-dessous du piston 63, tend à soulever la valve 65 de son siège, en permettant ainsi le passage de l'huile, à travers les canaux 64, de sorte que le piston 63 peut être amené dans sa position inférieure, sans rencontrer une résistance appréciable de la part du fluide.
Cette position est représentée sur la Figure 5 où le levier
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coudé 31 a complètement comprimé le ressort avant l'opération effective de fermeture de l'appareil.
En vue de maintenir la valve 65 dégagée du piston 63, de sorte que le cylindre 60 peut être alors déplacé par rapport au piston fixe 63, au cours de l'opération de fermeture de l'appareil, on a prévu une pièce d'arrêt ou de butée fixe 68 pour engager le prolongement inférieur 66*'de la tige de valve, de faqon à assurer que les passages ou canaux'64 ne sont pas bouchés ou obstrués au cours de l'opération de fermeture de l'appareil.
Le fonctionnement du coupleur hydraulique, pour permettre l'ac- tion de déclenchement libre et l'ouverture du disjoncteur, peut être facilement compris des techniciens :aussitêt après la libération du ressort de compression sous l'effet du repliement de la genouillère de déclenchement, le mouvement vers l'avantadu piston 63 par rapport à son cylindre ferme immédiatement la valve 65, de sorte que le piston agit sur une masse d'huile limitée. En consé- quence, le piston 63 et son cylindre se déplacent ensemble comme un groupe uni- taire, de façon à créer une ouverture rapide du disjoncteur.
Dans le cas où l'électro de déclenchement est alimenté ou exci- té au cours du mouvement de fermeture de l'appareil, le ressort de compression est évidemment libéré instantanément et tend à refouler le piston 63 vers le haut à grande vitesse. Cette action ferme aussitôt la valve 65, de sorte que le piston agit comme dans le cas précédent, sur une masse d'huile limitée.
On voit ainsi que le déclenchement du mécanisme de commande, ainsi que la libération simultanée du ressort de compression, en un point quel- conque du mouvement de fermeture du disjoncteur, ont pour effet que la tige de manoeuvre 6 est déplacée vers le haut à grande vitesse, sans production de choc.
Dans certaines conditions opératives, par exemple lorsque les moyens électriques prennent leur énergie sur des batteries d'accumulateurs, il peut être désirable d'utiliser un moteur, au lieu de deux, pour effectuer les opérations de commutation et de coupure individuelle précédemment décrites.
On a représenté Figure 6 un équipement dans lequel est rendu possible l'usage d'un moteur unique, pour exécuter les opérations indiquées ci- dessus.
Comme dans le cas précédent, la tige de manoeuvre 6 et le res- sort de compression 25 sont munis de leviers coudés'de manoeuvre 70 et 71 res- pectivement, qui sont chacun montés à pivot sur un axe commun 72.
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Le levier coudé 70 est relié à une genouillère de commande 73-74: dont le pivot central, 75 est relié, par une bielle 76, à un levier de commande 77 pivoté centralement. Le levier coudé 71 est relié, par une genouillère ana- logue 78-79, au levier de commande 80 pivoté centralement.
Dans la position représentée, le pivot contrai 81 de la gonouil- lère 78-79 engage une butée fixe 82 pour maintenir la genouillère en position basculée et verrouillée* La butée 82 est, de manière analogue, agencée pour âtre engagée par le pivot central 75 de la genouillère 73-74, pour des raisons analogues*
Les bielles 74 et 79 des genouillères précédemment décrites sont reliéschacune en. un point 83 à la genouillère de déclenchement 46-46' et à une bielle pivotée 84 formant avec elle, comme dans la réalisation précédente, un mécanisme de genouillère composées' ou complexe.
La genouillère 46-46' coopère, de la Manière précédemment décri- te, avec l'orreile de déclenchement 48 et le noyau aimantable 51 de l'électro de déclenchement, pour commander le pivot commun 83 des genouillères 73-74 et 78-79.
En vue d'actionner individuellement les leviers 77 et 80 en succession appropriée pour effectuer les opérations de compression de ressort et de fermeture d'appareil, le moteur unique 86 est relié, par l'intermédiaire de son mécanisme à boules centrifuges 86, à une bielle de manoeuvre 87. Jette bielle 87 est munie d'une coulisse 88 à l'intérieur de laquelle peut coulisser une oreille 89 fixée sur une extrémité du leviar 80.
Sur l'extrémité supérieure de la bielle 87 ost montée à pivot en 90 une pièce 91 formant cliquet crochu ou dent de loup, normalement rappelée par un ressort 92 dans le sens des aiguilles d'une montre* Cette pibue 91 ost agencée d'une manière qui sera décrite en détail plus loin, pour accrocher et engager une cheville 93 fixée à une extrémité du levier 77, en vue de faire tourner ce levier dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et exécuter la fermeture du disjoncteur.
En se reportant plus particlièrement aux. Figures 7, 8 et 9, dans lesquelles sont représentées diverses positions opératives de la bielle 87, la bielle occupe, sur la Fig.7,dune position précédant le début de la compression du ressorte
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Les deux leviers 77 et 80 se trouvant dans les positions de cir- cuit ouvert, et l'oreille 89 est voisine de la partie supérieure de la coulisse
88, de sorte que tout mouvement descendant de la bielle 87 agit efficacement poix comprimer le ressort.
En vue de dégager le cliquet crochu 91 du levier 77, au cours de cette première opération, la partie supérieure de la coulisse 88 est légèrement espacée de l'oreille 89, et celle-ci est, de manière analogue, munie d'une déten- te 94 agencée pour engager une surface de came 95 du cliquet 91. Le mouvement de ce eliquet , dans le sens des aiguilles d'une montre, est limité par une chevil- le 96 montéedans la bielle 87.
Au cours du mouvement descendant initial de la bielle 87, sous l'effet de l'alimentation du moteur 85, l'oreille 89 demeure fixe, avec le ré- sultat que le cliquet 91, qui est entraîné vers le bas par la bielle 87, est en- gagé par la détente 94, de façon à rappeler la cliquet 91 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, pour le dégager de la cheville 96-
Cette opération est représentée clairement sur la Fig.8 où la levier 80 a été agené dans la position indiquée Fig.6 qui montre le ressort 25 comprimé et la genouillère 78-79 redressée dans une position basculée et ver- rouillée.
Le moteur 85 est alors désexcité, c'est-à-dire que son alimenta- tion est coupée, de sorte que le mécanisme à boules centrifuges 86 peut se re- plier, c'est-à-dire se redresser, sous l'influence de ressorts ou de tous autres moyens appropriés, non représentés, entraînant le retour de la bielle de comman- de 87 dans une position propre à actionner le levier 77 et à fermer le disjonc- teur.
Dans la Figure 9, la bielle 87 est représentée dans la position occupée juste avant l'opération d'engagement de bielle. La bielle 87 peut évidem- ment se déplacer librement par rapport au levier 80 et à l'oreille 89, en raison de la latitude que lui offre la coulisse allongée 88, et lorsque le cliquet 91 approche de la cheville 93 sur la bielle 77 et l'engage, il est d'abord repoussé le long de la surface 91' dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui permet ainsi au cliquet 91 de glisser sur la cheville 93 et de l'accrocher.
Lorsque la détente 94 a engagé la cheville 93, elle est maintenue élastiquement dans une telle position par le ressort 92, de sorte que toute ali- mentation suivante du moteur 85 et tout mouvement descendant de la bielle 87,
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interviennent efficacement pour faire tourner le levier 77, redresser la ge- nouillère 73-74:, et amener la bielle ou tige 6 dans la position de circuit fer- mé.
Comme dans l'équipement dans lequel sont prévus deux moteurs, la genouillère de déclenchement commune 46-46' est agencée, lors de son replie- ment, pour déplacer le pivot commun 83 des deux genouillères dans le sens ascen. dant, de faqon à faire replier simultanément les deux genouillères, et à per- mettre ainsi au ressort 25 d'entraîner un mouvement d'ouverture rapide du dis- joncteur, de la manière précédemment décrite.
Le coupleur ou appareil d'accouplement hydraulique représenté Figures 4 & 5 peut être relié aux leviers coudes 70 et 'Il de la manière précé- demment décrite, on vue d'obtenir un fonctionnementà déclenchement libre ou réenclenchement empoché dépourvu de choc.
Un autre équipement ou mécanisme pour comprimer le ressort d'ou- verture et fermer le disjoncteur en succession, avec indépendance de ces doux opérations, tout en permettant le fonctionnement désiré à déclenchement libre ou réenclenchement empêché, est représenté sur les Fig.10 ii 12 inclusivement.
Dans cette réalisation, on peut faire appel à une source d'éner- gie appropriée, par exemple un moteur unique, relié à un arbre rotatif 100.
Sur l'arbre sont montées les cames 101 et 102 pour actionner respectivement la levier 103 de compression de ressort, et le levier 104 de commande de l'appa- rail.
Le ressort de compression 105 est placé entre la tige de com- mande 6 et l'extrémité opérative ou active du levier 103 muni d'un pivot cen- tral fixa 103'. Les facas opératives ou actives des cames 101 et 102 coopérant avec des galets montés aux extrémités des leviers 103 et 104 respectivement.
Le mécanisme de déclenchement pour le disjoncteur et le ressort est représenté schématiquement par un levier coudé 106 monté à pivot par une de ses extrémités sur la levier 104, par exemple en 104', et muni, à son autre extrémité, d'un rouleau ou galet pour engager l'oreille pivotée 107 de limita- tion ou de fin de course, commandée par un électro de déclenchement 108. Dans la Fig.10, l'appareil occupe la position de circuit ouvert, avec le ressort étendu*
L'opération de fermeture primitive est réalisée par une mise en marche des cames qui se déplacent ensemble sur l'arbre comme un ensemble,
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dans le sans inverse des aiguilles d'une montre.
Lorsque les cames ont .achevé un demi-tour, comme représenté Fig.11, la came 101 a fait tourner le levier
103 dans le sens des aiguilles d'une montre et comprimé le ressort.
Mais le levier 104 est demeuré fixe au cours de cette opération, car la surface active de la came 102 est alors demeurée concentrique par rap- port à l'arbre 100.
Lorsque les cames continuent à tourner jusqu'à achèvement d'un tour à peu près complet, comme représenté Fig.12, le levier 104 tourne dans le sans inverse des aiguilles d'une montre, le pivot 104' étant maintenu fixe par le levier coudé 106 verouillé, pour amener la fermeture du disjoncteur.
Au cours de ce mouvement, la came 101 permet au levier 103 de prendre une rotation de même amplitude dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, de sorte que le ressort est maintenu dans sa position comprimée entre la tige de commando 6 et le levier 103, au cours du mouvement de fermeture en- tier de l'appareil.
En conséquence, le ressort intervient efficacement pour réagir sur la tige de commande 6, à un instant quelconque au cours du mouvement de fermeture, sans choc, de manière à assurer l'action de déclenchement désiré.
Cette manoeuvre de déclenchement sera facilement comprise des techniciens à l'aide des explications précédentes.
Lors de la libération du levier coudé 106, sous l'effet de la manoeuvre du dispositif de déclenchement, il est rappelé dans les dans des ai- guilles d'une montre par le ressort, pour permettre l'ouverture de l'appareil.
Pour des raisons de clarté et de simplicité, on a supprimé les circuits d'alimentation et de contrôle ou de commande pour les moteurs, dans les diverses tonnes de réalisation précédemment décrites: les opérations de commande individuelles des circuits peuvent être entièrement placées sous la commande d'un opérateur, par exemple au moyen de boutons-poussoirs; le cas échéant, on peut faire pappel à des moyens connus pour interconnecter et en- clancher le mécanisme, de faqon que le mécanisme moteur coopérant avec le puis- sant ressort d'ouverture soit actionné sous l'effet du mouvement d'ouverture de l'appareil, en vue de bander de nouveau le ressort d'ouverture, de manière au- tomatique.
La nouvelle réalisation de l'invention concerne aussi les mé-
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canismesde commande à grande vtesse pour disjoncteurs à grand pouvoir de cou- pure, notamment les mécanismes de commande dans lesquels une opérations de ban- dage de ressort ou d'emmagasinage d'énergie, est exécutée au cours de l'opéra- tion de fermeture de circuit, pour entraîner une ouverture ultérieure du dis- joncteur.
Dans le fonctionnement des disjoncteurs à grand pouvoir de cou- pure, comportant des organes mobiles à grande masse, par exemple les disjonc- teurs à huile à haute tension, il est important que le mouvement d'ouverture de l'appareil soit mis en train à grande vitesse, en vue de couper rapidement le circuit, mais sans créer de forces ou de fatigues mécaniques excessives dans l'appareil, sous l'effet du choc de l'ouverture.
Il est important aussi que les forces tendant à créer le mouve- ment d'ouverture de l'appareil soient efficaces sans délai*, pour initier le mouvement des organes de l'appareil sous l'effet de la manoeuvre du mécanisme de déclenchement.
A cet effet, l'invention prévoit un mécanisme de commande pour- vu de moyens pour appliquer une grande force, en vue d'initier le mouvement d'ouverture à grande vitesse de l'appareil, immédiatement sous l'effet du dé- clenchement de l'appareil, ce mécanisme étant muni de"moyens pour assurer la fermeture de l'appareil et l'accumulation de l'énergie simultanément et à des vitesses différentes. Ce mécanisme perfectionné est de construction simple et compacte et de fonctionnement sûr.
Les Fig. 13 à 15 se rapportent à cette nouvelle réalisation de l'invention.
La Fig. 13 est une élévation partielle montrant un tel mécanis- me de commande perfectionné en position de circuit ouvert.
La Fig.14 est une vue du mécanisme en position de circuit fermé.
La Fig.l5 représente l'opération de déclenchement du mécanisme.
Le mécanisme de commande comprend essentiellement une pièce de manoeuvre, telle que la tige 111, agencée pour pouvoir prendre des déplacements verticaux alternatifs en vue d'ouvrir et tancer un ou plusieurs disjoncteurs, non représentés.
Le mécanisme particulier ici décrit est spécialement applicable aux disjoncteurs à huile à grand pouvoir de coupure, construits pour un service à haute tension et comportant des organes mobiles de masse élevée.
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Pour imprimer un mouvement de fermeture de circuit à la tige 111, on a prévu des moyens tels que les moteurs électriques 112 et 113 reliés méca- niquement aux bras pivotés 114 et 115 respectivement, par un mécanisme de com- mande centrifuge à boules. Les bras 114 et 115 sont reliés à des extrémités correspondantes par la barre 116, ce qui assure un mouvement uniforme des orga- nes de commande, lorsque les moteurs 112 et 113 sont alimentés.
Aux moteurs de commande est relié opérativement, d'une manière qui sera décrite en détail plus loin, un dispositif d'accumulation d'énergie destiné à imprimer un mouvement d'ouverture à la tige 111 et comprenant un res- sort de compression 117 prenant appui, à une extrémité, sur un support fixe 118 et à son extrémité libre sur une pièce mobile 119 munie d'une tige de guidage
110 s'étendant axialement par rapport au ressort 117, et librement à travers le support fixe 118.
Des moyens ou organes interconnectant les organes de commande avec la tige de manoeuvre de l'appareil et le dispositif d'accumulation d'éner- gie, sont constitués par un dispositif de transmission de poussée à structure repliable ou collapsible, désigné dans son ensemble par 120, et une paire da manivelles ou leviers 121 et 122 reliés respectivement en 121' et 122' à la tige 111 et à la pièce 119 du dispositif accumulateur d'énergie.
Le mécanisme de transmission de poussée 120 comprenant une genouillère composée 123-124-125, est muni d'un rouleau ou galet 126 fixé en permanence au levier-manivelle 122 au moyen d'une cheville et agencé pour en- gager la face correspondante du levier-manivelle 121.
L'axe de rotation du levier-manivelle 122 se trouve, par rapport au rouleau ou galet 126 qui représente le point d'application de la force, à une distance plus grande que le pivot de la manivelle 121, ce qui donne à la manivelle 122 un plus grand bras de levier.
Le rouleau au galet 126 doit donc pouvoir prendre un mouvement relatif, par rapport au bras coopérant de la manivelle 121, et à cet effet, la manivelle 121 est munie d'une face de came 127, le long de laquelle le rou- leau ou galet 126 peut coulisser, tout en engageant en même temps la manivelle 122 sur laquelle il est monté par une cheville formant axe. La face de came 127 peut recevoir un profil approprié quelconque en vue de commander et régler la vitesse de fermeture de l'appareil.
Le mécanisme à genouillère est agencé pour être confiné dans
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une position de transmission de poussée par une bielle de guidage à pivot 129 et un mécanisme articulé relié au pivot central de la genouillère 123-124 et au mécanisme de déclenchement qui sera décrit plus loin.
Le mécanisme limiteur ou de confinement comprend un lovier 130 pivoté en son centre et relié à une extrémité, par une petite biello 131,à la genouillère 123-124, et à son autre extrémité, par wie autre petite biello 132, à un levier 133 monté sur un pivot 133'.
La pièce 133 est munie d'un rouleau ou galet 134 ageneé pour engager une pièce de déclenchement pivotée 135 qui la confire et comporte une partie formant appui et agencée pour être engagea par le plongeur mobile d'un relais de déclenchement 136 qui fait déplacer la pièce 135 dans le sens dos aiguilles d'une montre et la dégage du rouleau 134.La bielle 132 du mécanisme d'enclenchement ou d'interconnexion est reliée à la pièce 133 en un point in- termédiaire entre le rouleau 134 et le pivot fixe !33'; cette disposition per- met ainsi non seulement l'application d'une petite force de déclenchement pour dégager la pièce 135 du rouleau ou galet 134, mais aussi un repliement rapide du mécanisme de limitation ou de confinement.
En vue de maintenir les organes de manoeuvre dans leur posi- tion de circuit fermé, lorsque le mécanisme 120 est confiné dans sa position de transmission de poussée, on a prévu un cliquet pivoté 137 comprenant uno partie fourchue 138 dont le bras inférieur est agencé pour se déplacer sur, et engager, une cheville 139 montée sur le levier 114, lorsque ce dernier a été amené dans la.position de circuit fermé, comme représenté Fig.14.
Le cliquet 137 est arrêté, dans son mouvement en sans des ai- guilles d'une montre, par une -pièce d'arrêt ou de butée 140 qui est placée et réglée de fagon que la poussée de la cheville 139 contre le bras inférieur du cliquet maintienne ce dernier en engagement ferme avec la pièce d'arrêt.
Le bras supérieur de la fourche se trouve dans le trajet d'une cheville saillante 141 formant le pivot central de la genouillère 123-124, et lors du repliement de la genouillère sous l'effet de la manoeuvre du mécanisme de déclenchement, la bielle 123 de la genouillère, avec la cheville 141 se dé- placent dans le sens des aiguilles d'une montre, après quai le bras supérieur de la fourche est engagé par la oheville et tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour dégager la cheville 139 des organes de manoeuvre.
Ces organes, en supposant bien éntendu que les moteurs 112 et 113/
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ne sont plus alimentes, peuvent être réarmés ou ramenés dans la position pri- mitive, comme représenté Fig.13, par des moyens appropriés, par exemple le ressort 142 muni d'un appui ou support fixe 143 à une extrémité, et d'un appui ou support mobile 144 à l'autre extrémité qui est libre et reliée à la tige de ré armement 145.
En vue de réduire tout choc, lorsque le puissant ressort 117 est libéré pour projeter la tige 110 vers le haut, on a prévu des moyens amor- tisseurs tels qu'un ressort 150 agencé pour reposer entre le support fixe 118 et une plaque ou barre mobile 151 supportée par les tiges de guidage 152.
La tige 110 s'étend librement à travers la plaque 151 et est munie de moyens d'arrêt tels que les écrous 153. Le mouvement d'ouverture de la tige 110 a pour effet que les écrous 153 ou autres organes d'arrêt viennent engager la plaqve 151 pour comprimer le ressort 150 qui absorbe le choc,
Ceci posé, on peut se représenter comme suit le fonctionnement du mécanisme décrit :
L'opération de fermeture de l'appareil, en supposant qu'il occupe la position de circuit ouvert représentée Fig.13, est exécutée en ali- mentant simultanément les circuits des moteurs 112 et 113, ou tout autre moyen moteur équivalent.
Dans la position primitive des organes de commande ou de manoeuvre représentée Fig.13, la genouillère 123-124 est déployée, et la pièce 133 se déplace dans le sens des aiguilles d'unemontre, de façon à permettre à la pièce d'appui 135 de se déplacer au-dessous et d'engager le rouleau ou galet 134.
Dans cotte position, le dispositif de transmission de poussée agit comme une pièce ou un ensemble relativement rigide, en vue de transmettre un mouvement depuis les organes ou moyens de commande, à la tige de manoeuvre du disjoncteur.
Lorsque les moteurs prennent leur vitesse, le mécanisme centri- fuge agit, comme représenté Fig.14, pour faire tourner les leviers 114 et 115 dans le sens de-s aiguilles d'une montre, avec un mouvement résultant du dis- positif de transmission de poussée vers la droite ou dans un sens tendant à produire une rotation des manivelles 121 et 122 dans le sens des aiguilles d'une montre.
Au cours de ce mouvement, le bras de résistance de la manivel- le de chargement de ressort 122 se déplace sur une distance petite par compa-
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raison à la tige de manoeuvre 111 reliée à la Manivelle 121.
Les manivelles sont agencées de faqon que le rouleau ou galet
146, à l'extrémité inférieure de la tige 111, vient frapper ou buter sur la partie 147 de la pièce 119, lorsque la tige occupe sa position de fermeture complète, comme représenté Fig.14.
En conséquence, le puissant ressort d'ouverture 117 peut être facilement chargé par les organes de manoeuvre, en raison du grand bras de le- vier de la manivelle 122, tandis que le mouvement de fermeture de l'appareil peut être réalisé de manière concurrente par les mêmes organes de manoeuvre, bien que nécessitant une course plus longue recontrant toutefois une moindre résistance.
Lorsque le mécanisme occupe la position de circuit formé repré- sentée sur la Fig.14, le puissant ressort 117 est maintenu en position compri- mée par le dispositif de transmission de poussée 120, le mécanisme de déclen- chement et le cliquet 137.
Lors du repliement du dispositif de transmission de poussée, le ressort intervient efficacement pour exercer une poussée énergique vers le haut sur la tige 111, au cours de la partie initiale de sa course d'ouverture, en imprimant ainsi un mouvement de séparation ou de coupure à grande vitesse aux contacts.de l'appareil.
Lorsque ce mouvement initial à grande vitesse est acquis ou réalisé, il n'est pas nécessaire d'appliquer la grande force d'ouverture sur la course entière de la tige de l'appareil, parce que le circuit est générale- ment coupé au cours de la première partie de la course d'ouverture, et aussi parce que l'énergie cinétique des organes mobiles, à la fin de la course, doit être aussi petite que possible pour empêcher des efforts et dus fatigues exces- sives d'être engendrées dans l'appareil*
Lorsque le disjoncteur doit Sera ouvert, pour une raison qual- conque, la manoeuvre de l'électro de déclenchement a pour affût que la pièce d'appui pivotée 135 est déplacée dans le sans des aiguilles d'une montra en dehors de tout/engagment limiteur ou restrictif avec le rouleau ou galet 134,
de sorte que la poussée transmise le long de la genouillère 123-124 a pour ef- fet que cette genouillère est repliée autour de son pivot central, comme re- présenté Figure 15, car, à ce moment, elle n'est plus verrouillée par le rnéca- nisme de déclenchement*
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Ce repliement autour du pivot central peut se produire d'une manière à peu près simultanée avec la libération du rouleau ou galet 134, car l'nnertie de la pièce 133 n'est pas appréciable.
Le repliement de la structure de genouillère permet aux manivel- les 131 et 122, qui ne sont plus restreintes ou limitées par le galet 126, de tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, pour venir occuper la position de circuit ouvert représentée Fig.13.
Au cours du repliement de la genouillère 123-124, la cheville
141 de la genouillère engage le cliquet fourchu, comme représenté sur la Fig.15 pour le dégager de tout engagement limiteur ou restrictif par rapport à la cheville 139 des organes de command.
La Figure 15 représente le mécanisme dans une position inter- médiaire au cours de l'opération de déclenchement, avant le retour des organes de commande ou de manoeuvre dans la position de réarmement primitive.
11 est intéressant d'observer que la tige de manoeuvre 111 du disjoncteur est à déclenchement libre par rapport au mécanisme de commande, au cours d'une partie quelconque de l'opération de fermeture de l'appareil, c'est- à-dire que le dispositif ou mécanisme 120 de transmission de poussée peut se replier sous l'effet de la manoeuvre du mécanisme de déclenchement, pour permet- tre un mouvement d'ouverture de la tige de l'appareil, indépendamment de la po- sition des organes ou moyens de commande.
A cet eifet, des moyens convenables (non représentésl peuvent être prévus pour couper les circuits des moteurs, en vue de ramener les organes ou moyens de manoeuvre dans la position primitive.
Les moyens précédemment décrits peuvent, de manière analogue, être facilement agencés pour désexciter ou couper les moteurs, lorsque le mé- canisme occupe la position de circuit fermé représentée sur la Fig.l4.
Le ressort 150 d'absorption de choc a pour effet, non seulement de dissiper l'énergie en excès demeurant dans le ressort d'ouverture 117, au cours de la manoeuvre normale du mécanisme, en évitant ainsi tout dommage aux organes mécaniques , mais aussi de permettre au mécanisme d'être déclenché sans dommage, lorsque la tige de l'appareil n'est pas directement reliée au ressort d'ouverture*
Il est facile de comprendre que les moteurs 112 et 113 peuvent
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litre remplacés par un moteur unique, ou tout autre dispositif équivalent, bien que le système décrit comprenant deux mécanismes de commando centrifuges !non- tée en tandem,
soit préférable au point de vue de l'économie de la construction ainsi que de la vitesse et de la sécurité do fonctionnement.
Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre de l'invention.