EP3843114A1 - Apparatus for interrupting an electric current - Google Patents

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Publication number
EP3843114A1
EP3843114A1 EP20216466.1A EP20216466A EP3843114A1 EP 3843114 A1 EP3843114 A1 EP 3843114A1 EP 20216466 A EP20216466 A EP 20216466A EP 3843114 A1 EP3843114 A1 EP 3843114A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stop
switching device
switching
crankshaft
damping elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20216466.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frédéric Court
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric Industries SAS filed Critical Schneider Electric Industries SAS
Publication of EP3843114A1 publication Critical patent/EP3843114A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
    • H01H5/04—Energy stored by deformation of elastic members
    • H01H5/06—Energy stored by deformation of elastic members by compression or extension of coil springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/504—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release provided with anti-rebound means
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H01H3/3005—Charging means
    • H01H3/3015—Charging means using cam devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/04—Means for indicating condition of the switching device

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for cutting an electric current.
  • the invention relates in particular to the field of electrical switching devices intended to interrupt an electric current, such as circuit breakers or switches.
  • Switching devices with separable contacts include an energy storage switching mechanism which has the function of moving the electrical contacts of the device between an open state and a closed state, for example in response to an action of a trip unit. or a user.
  • a pivoting movable electrical contact is moved by a switching shaft mechanically coupled to a trigger hook via a linkage system.
  • a mechanical energy accumulator comprising one or more springs is actuated to set the link system in motion.
  • the switching mechanism is therefore subject to numerous mechanical stresses, such as internal shocks, each time the contacts are opened and closed.
  • the stop is elastically deformable and makes it possible to absorb the kinetic energy of the crankshaft, which extends the service life of the mechanism. This effect is obtained without adding an external part to the mechanism, which is advantageous in terms of size and cost.
  • elastomer damping elements located at the level of the stopper, dampen the crankshaft before it bears on the stopper, which further improves the absorption of kinetic energy each time the mechanism changes from open state to closed state.
  • the figure 1 represents a part of an electrical switch-off device 2 for interrupting an electric current, such as a circuit breaker or a contactor.
  • the electrical current is cut off in the air and by means of separable electrical contacts.
  • the device 2 is a multi-pole low voltage and high current circuit breaker.
  • the device 2 comprises a fixed electrical contact 4 and a movable pole 6 which, in certain examples, carries contact fingers 8 pivotally mounted and arranged opposite the fixed contact 4.
  • the contacts 4 and 8 are connected to electrical connection terminals. opposites of the device 2.
  • the mobile pole 6 is reversibly movable, for example by pivoting relative to a fixed frame of the device 2, between an open position and a closed position of the contacts, corresponding respectively to an electrically open state and an electrically closed state. of the device 2.
  • the axis of rotation of the mobile pole 6 is here denoted by the reference X6.
  • the apparatus 2 also comprises a switching mechanism 10 adapted to switch the contacts 4 and 8 between the open and closed state by moving the movable pole 6 between the open and closed positions.
  • the contact finger 8, carried by the movable pole 6, is by extension a movable electrical contact, which is movable in rotation with respect to the frame of the apparatus 2 around the axis of rotation X6, in particular during the movements of switching device 2 between electrically open and closed states.
  • a median plane P1 is defined for illustrative purposes as being a plane orthogonal to the axis X6.
  • the median plane P1 is also the plane of the image of the figure 1 .
  • the pivoting and rotating movements of the elements of mechanism 10 take place around axes of rotation which are fixed relative to the frame and which extend parallel to each other, here in directions perpendicular to the plane. P1.
  • the mechanism 10 can be controlled by means of a trigger 12 of the device 2 and / or by a manual control member, such as a handle or a push button.
  • the apparatus 2 is a multipolar apparatus adapted to interrupt a polyphase electric current.
  • the device 2 then comprises several poles, each of which is associated with an electrical phase and comprises a pair of contacts 4 and 8.
  • the device 2 comprises three, four, six or eight poles.
  • the mechanism 10 is a mechanical energy storage switching mechanism.
  • the operating principle of a switching mechanism according to this technology is for example described in FR-2 985 600-B1 .
  • the mechanism 10 comprises in particular a switching shaft 20 coupled to the movable pole 6, here by means of a crank 24 and a connecting rod 25.
  • the shaft 20 is movable in rotation about its longitudinal axis relative to a fixed frame. , or fixed support, of the switching device 2.
  • the switching shaft 20 is coupled to the contact finger 8, which is a movable contact.
  • the shaft 20 is common to all the poles and is mechanically coupled with each mobile pole 6.
  • the mechanism 10 also comprises a trigger hook 40 and a link system 22 coupling the switching shaft to the trigger hook.
  • connection system 22 is articulated by a pivot connection with an arm of the crank 24 carried by the shaft 20, as described below.
  • the mechanism 10 also includes an opening pawl 26 associated with a latch 28, also called a "half-moon".
  • the opening pawl 26 is mounted to pivot relative to the frame and cooperates with the trigger hook 40.
  • a spring 29 is hooked between, on the one hand, the shaft 20 and, on the other hand, an axis integral with the frame. device 2.
  • the trigger 12 such as an electromechanical coil actuator
  • the manual control member such as an electromechanical coil actuator
  • the lock 30 is also mechanically associated with a closing pawl 32 pivotally mounted relative to the frame.
  • the mechanism 10 further comprises a device for accumulating mechanical energy 34, comprising at least one spring.
  • the device 34 stores mechanical energy when the spring is compressed and restores this mechanical energy by the relaxation of the spring.
  • a drive mechanism 36 comprising here one or more articulated and / or pivotally mounted connecting pieces relative to the fixed frame, is mechanically coupled to the device 34.
  • the drive mechanism 36 acts on the connecting system 22 to strike it. and drive it to a closed position. In doing so, while moving, the linkage system 22 in turn drives the trigger hook 40.
  • the trigger hook 40 also carries an orifice 46 serving to receive a pivot connection with the frame and is articulated by a pivot connection with the connection system 22.
  • connection system 22 and the hook 40 are also shown in more detail on the figure 2 .
  • connection system 22 comprises a first pair of connecting rods 42 and a second pair of connecting rods 44 articulated together and on which are formed the pivot articulation connections with the release hook 40 and the shaft 20.
  • the trigger hook 40 also carries an orifice 46, serving to receive a pivot connection with the frame, and a stop 48, housed in a bore of the hook 40 and here projecting on either side of the hook 40.
  • the trigger hook 40 has an essentially flat shape, parallel to the median plane P1.
  • the stop 48 is more generally configured to elastically deform when the switching mechanism 10 goes from the open state to the closed state and the crankshaft 45 exerts a force on the stop, so as to absorb the impact of the crankshaft 45 on the stop 48.
  • the first pair 42 of connecting rods comprises two connecting rods 50 and 52 which are similar or identical and arranged in parallel facing one another. According to examples, the connecting rods 50 and 52 have a planar shape.
  • the connecting rods 50 and 52 are, on a first end, here a lower end, each pivotally mounted on the trigger hook 40, and more precisely, on a distal end 54 of the trigger hook 40.
  • This pivot connection is here formed by means of a rigid axis 56, such as a journal, which extends perpendicularly to the connecting rods 50 and 52.
  • the reference X56 designates the axis of rotation associated with this pivot connection.
  • the X56 axis is here parallel to the X6 axis.
  • the connecting system 22 also comprises a ring 58 mounted between the connecting rods 50 and 52 on a spacer 59 which secures the connecting rods 50 and 52 to one another.
  • the spacer 59 here extends parallel to the axis X56.
  • the spacer 59 and the ring 58 are struck by the drive mechanism 36 when the energy is released by the device 34.
  • the second pair 44 of connecting rods comprises two connecting rods 60 and 62 which are similar or identical and arranged parallel facing each other. According to examples, the connecting rods 60 and 62 have a planar shape.
  • each of the second connecting rods 60 and 62 has a curved shape in an arc of a circle, which reduces the bulk, improves the distribution of mechanical stresses and increases the mechanical endurance of the system 22.
  • the connecting rods 60 and 62 are, on a first end, here an upper end, adapted to be pivotally mounted on the shaft 20, and more precisely, on an arm of the crank 24, here in an orifice formed in this arm of the crank 24.
  • This pivot connection is formed by means of a rigid axis 64, which extends perpendicularly to the connecting rods 60 and 62, preferably by projecting relative to the outer side faces of the connecting rods 60 and 62.
  • the reference X64 designates the axis of rotation associated with this pivot link.
  • the X64 axis is here parallel to the X56 axis.
  • the rigid axis 64 is placed on said first end of the connecting rods 60 and 62.
  • the rigid axis 64 mounted linked in translation with the connecting rods 60 and 62.
  • the rigid axis 64 is mobile in rotation, but remains immobile in translation with respect to the connecting rods 60 and 62.
  • the connecting rods 60 and 62 forming the second pair of connecting rods 44 are kept at a distance from one another in the direction X64 so as to allow the passage of one end 66 of the trigger hook 40 between the connecting rods 60 and 62.
  • This end 66 has a hooking portion 67 in the shape of a "V", which cooperates with the opening pawl 26, for example by resting on a stop connected to an axis 27 of the opening pawl 26 in the position. closed.
  • the connecting rods 50 and 52 are connected with the connecting rods 60 and 62 by means of a single articulation pin 68 which forms a pivot connection between the connecting rods 50 and 52 of the first pair 42 and the connecting rods 60 and 62 of the second pair 44.
  • the reference X68 designates a straight line giving the axis of rotation associated with this pivot connection.
  • the hinge axis 68 extends along this axis X68, which is called “direction X68" in the following to avoid confusion with the hinge axis 68.
  • the connecting rods 60 and 62 are arranged on either side of the connecting rods 50 and 52 and are in contact with the connecting rods 50 and 52 over part of their length.
  • the connecting rod 50 is adjacent to the connecting rod 60 and the connecting rod 52 is adjacent to the connecting rod 62.
  • the pivot connection formed by the hinge pin 68 is formed on the other end of each of the connecting rods 50, 52, 60 and 62, that is to say formed on the second end of the connecting rods 50 and 52 and on the second end of the connecting rods 60 and 62.
  • the second end of each connecting rod is located opposite the first end of said connecting rod.
  • the pivot connection formed by the articulation axis 68 is located on the lower end of the connecting rods 60 and 62 and on the upper end of the connecting rods 50 and 52.
  • the articulation is therefore formed essentially in the middle of the connection system 22.
  • the storage device 34 In a stable open position, illustrated by the figure 1 , the storage device 34 is armed, that is to say that the spring is compressed and stores energy.
  • the latch 30 maintains the closing pawl 32 in a first position.
  • the closing latch 30 is tilted, for example on the action of the trip unit 12 or of the push button, which releases the closing pawl 32.
  • the movement of the closing pawl 32 activates the device 34 and the energy accumulated in the device 34 is released by a relaxing movement of the spring, which, through the drive mechanism 36, activates the link system 22 , for example by striking the ring 58, so as to move the mobile pole 6 via the shaft 20, until the contact finger 8 comes into contact with the fixed contact 4.
  • the linkage system 22 continues to move towards its closed position until it passes forward of a predefined alignment position, called “neutral”, causing the release hook 40 and the opening pawl 26 towards a stop position, in which the return to the rear of the connecting system 22 is prevented.
  • crankshaft 45 and more precisely the first pair of connecting rods 42, then comes into contact with the stop 48, so as to lock the position of the connecting system 22.
  • the mechanism 10 is then in a stable closed position.
  • the locking between the opening pawl 26 and the latch 28 is broken, for example by moving the lever 31 by means of the actuator 12 or by a manual action directly on the latch 28.
  • the pawl opening 26 swivels, which releases the stop of the release hook 40.
  • the connecting system 22 is then no longer held in abutment by the hook 40, while the stop 48 forces the first pair of connecting rods 42 to move away under the action of the return force exerted by the spring 29, so as to bring the connection system 22 back to the open position.
  • the connecting system 22 has returned behind the neutral position, the movable pole 6 is driven towards its open position.
  • the mechanism 10 has returned to the stable open position.
  • the stop 48 visible on a larger scale, comprises a spiral pin.
  • Spiral pins which are for example described in the ISO 8748 or ISO 8750 standards, are formed by a winding of a sheet of metal, for example of high elasticity steel.
  • high elasticity steel is meant a steel grade designed to be resistant to impact and bending. Numerous grades of steel exist, and those skilled in the art will be able to select the most suitable grade depending on the geometry of the stop 48 and the expected performance, in particular in terms of durability and absorption of kinetic energy. . By way of non-limiting example, the tempered steel grades 420-545 HV or stainless steel “1.4310” give good results.
  • the stop 48 has a generally cylindrical shape of circular section, the generatrix of which extends along an axis X48, the axis X48 being parallel to the axis X56, and has an external surface 70 with two opposite ends 72 and 74, which are here frustoconical in shape.
  • the stop 48 is inserted tightly into the bore of the hook 40 in which the stop 48 is housed, the stop 48 being held in said bore by elastic return.
  • the stop 48 is not welded to the hook 40 and remains free to deform elastically under the effect of an external stress, in particular the stop 48 remains free. to deform in bending when the pair of connecting rods 42 comes to bear on the stop 48 when closing the mechanism 10.
  • Such a spiral pin, used as a stop 48, is particularly resistant to impact and fatigue of materials, in particular compared to the stops of the state of the art which are generally solid cylinders made of a hard but inflexible steel. , or cotter pins.
  • the stop 48 can have other shapes than a spiral pin as long as equivalent performance in terms of impact resistance is achieved.
  • the switchgear 2 further comprises two damping elements 76 and 78.
  • Each damping element 76 or 78 is located at a respective end 72 or 74 of the stop 48, the damping elements 76 and 78 being arranged symmetrically on either side of the hook 40.
  • the damping elements 76 and 78 have a symmetrical structure with respect to the median plane P1.
  • the dampers 76 and 78 are configured to damp, by elastic deformation, the movement of the crankshaft 45, when the device 2 goes from the open state to the closed state.
  • the dampers 76 and 78 are in a so-called “relaxed” configuration when the switching mechanism 10 is in the open state, and are in a so-called “deformed” configuration when the switching mechanism 10 is in the closed state.
  • the crankshaft 45 resting on the shock absorbers 76 and 78.
  • Shock absorber 78 visible in the illustration of figure 3 , comprises a central portion 79 in the form of a ring or cylinder, in which an orifice 80 is formed, the orifice 80 cooperating with the stop 48 so as to maintain the damping element 78 on the stop 48.
  • the damping element 78 has a front portion 82 and a rear portion 84, which are integral with the central portion 79 and extend on either side of the central portion 79, the rear portion 84 being closer to the distal end 54 of the hook 40 than the front portion 82.
  • a passage opening 90 is formed in the central portion 79 between the front and rear portions 82 and 84, radially to the axis X48.
  • the passage opening 90 allows the passage of the connecting rod 52, so that when the switching device 2 is in the closed state, the connecting rod 52 bears directly on the stop 48. More precisely, a bearing surface main 85 of the connecting rod 52 bears directly on the outer surface 70 of the stop 48.
  • the passage opening 90 makes it possible to prevent the damping element 78, made here of elastomeric material, from being sheared between the connecting rod 52 and the stop 48, which would cause rapid deterioration of the damping elements 78.
  • the device 2 is shown in an intermediate configuration between the open state and the closed state during a closing movement of the mechanism 10.
  • the connection system 22 is not yet resting on the stop 48.
  • the crankshaft 45 just comes into contact with the damping element 78, which is still in the relaxed configuration.
  • the front and rear portions 82 and 84 are respectively in contact with secondary bearing surfaces 86 and 88 of the connecting rod 52, the secondary bearing surfaces 86 and 88 being located on either side of the surface d. main support 85.
  • a mean bearing direction F86 of the secondary bearing surface 86 on the front portion 82 is defined as being the direction of movement of the secondary bearing surface 86 when contact with the front portion 82 occurs, that is to say in the configuration shown in figure 4 .
  • the direction of average support F86 is represented by an arrow on the figure 4 , the arrow F86 being orthonormal to the axis X56 around which the connecting rod 52 pivots.
  • the secondary bearing surface 86 is formed at the end of a protuberance 92 of the connecting rod 52, the protuberance 92 projecting from the end of the connecting rod 52 comprising the axis X68 towards the front portion 82 of the damper 78, in a direction substantially orthoradial to the axis X56 of rotation of the connecting rod 52.
  • the protuberance 92 allows the contact between the bearing surface 86 and the front portion 82 to occur jointly with the contact between the surface d 'support 88 and the rear portion 84, so as to stabilize the shock absorber 78 around the stop 48.
  • the energy dissipated by damping is generally equal to the work of the contact force between the damper 78 and the connecting rod 52, that is to say equal to the intensity of the contact force multiplied by the amplitude of the displacement of the point of contact between the damper 78 and the connecting rod 52.
  • the damping effect is greater if the contact of the shock absorber 78 with the crankshaft 45 occurs as early as possible before the crankshaft 45 is not in direct contact with the stop 48. Likewise, for the same elastic deformation, a hard or rigid elastomer generates a greater force compared to a soft elastomer and the damping effect is greater.
  • the material may be damaged by crushing. It is understood that the harder an elastomeric material, the more its ability to deform elastically is reduced.
  • Deformable cells 101, 102 and 103 are thus formed within the front portion 82 of the damper 78, so that the damper 78 can be deformed over a large spatial amplitude while being made of a relatively hard elastomer material. .
  • the hardness of the elastomers can be evaluated by a standardized test called “Shore hardness test”, the results of which are expressed on a scale called “Shore A” ranging from 0 ° to 100 °.
  • the term “relatively hard” is understood to mean that the damping element 78 is made of an elastomeric material exhibiting a hardness, measured on the Shore A scale, of between 50 ° and 95 °.
  • the hardness of the elastomer is between 60 ° and 80 °, more preferably still substantially equal to 70 °.
  • the cells 101 to 103 each have the shape of an elongated oval, each of the ovals being arranged along its length perpendicular to the direction of average bearing F86 of the connecting rod 52.
  • a cell 104 which here has a circular section, is formed within the rear portion 84 of the damping elements 76 and 78.
  • the cells 101 to 104 are open, that is to say that the internal surfaces of each of the cells 101 to 104, located opposite one another in the direction medium support F86, do not touch, while when the breaking device 2 is in the closed state, the cells 101 to 104 are closed, that is to say that the internal surfaces of each cell 101 to 104 are in contact with each other.
  • a dimension D1 is defined as being the dimension of the cell 101, measured parallel to the direction of average bearing F86, when the damper 78 is in the relaxed configuration.
  • the dimension D2 associated with the cell 102 and the dimension D3 associated with the cell 103 are defined.
  • a dimension D82 of the front portion 82 is also defined as being the dimension of the front portion 82, measured parallel to the mean bearing direction F86, when the damper 78 is in the relaxed configuration.
  • the cells 101 to 103 of the front portion 82 represent a total thickness, equal to the sum of the dimensions D1, D2 and D3, between 30% and 70% of the dimension D82 of the front portion 82.
  • the thickness total of the cells 101, 102 and 103 is between 40% and 60% of the dimension D82 of the front portion 82 of the damping element 78.
  • the number and shapes of the cells 101 to 104 are not limiting, and cells having shapes other than the cells 101 to 104 can be provided in the damper 78, as long as similar effects in terms of cushioning and durability are obtained.
  • the switching device 2 further comprises two spacers 106 and 108, which are located on either side of the hook 40 symmetrically with respect to the median plane P1.
  • the spacers 106 and 108 advantageously have a symmetrical structure with respect to the median plane P1.
  • Each of the spacers 106 and 108 is located at a respective damping element 76 or 78, and has a housing 109 and a support face 110.
  • the spacers 106 and 108 cooperate on the one hand with a shaft passing through the orifice 46 and, on the other hand, the housing 109 cooperates with one of the ends 72 or 74 of the stop 48, so as to secure the spacers 106 and 108 with hook 40.
  • the support face 110 has, in section in the median plane P1, an L-shape which cooperates by complementary of shape with a lower face 112 of the damping elements 76 or 78.
  • the lower faces 112 of each of the damping elements 76 or 78 are located opposite the front and rear portions 82 and 84 according to the bearing direction F86 of the crankshaft 45, so that, in the deformed configuration of the damping elements 76 and 78, the damping elements 76 and 78 are mainly deformed in compression.
  • the support face 110 also makes it possible to prevent rotational movements of the dampers 76 and 78 around the axis X48 of the stop 48.
  • the lower face 112 is aligned, according to the direction of average bearing F86 with a first part of the front portions 82, located near the passage opening 90.
  • a second part of the front portions 82 remote from the passage opening 90, is not aligned with the lower face 112 in the direction of average bearing F86.
  • the front portions 82 partially protrude from the support faces 112.
  • the front portion 82 of each damping element 76 or 78 thus comprises a zone of tension deformation, which contributes more to damping the crankshaft 45 on a more large spatial amplitude when the switching device 2 goes from the open state to the closed state.
  • the support face 110 may have other shapes than the L-shape illustrated in the figures, as long as the support face 110 allows the support of the shock absorbers 76 and 78, while allowing the shock absorbers 76 and 78 to be supported. deform over a greater spatial amplitude.

Landscapes

  • Vibration Dampers (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Appareil de coupure (2) d'un courant électrique, l'appareil comportant des contacts électriques fixe (4) et mobile (8) séparables et un mécanisme (10) apte à commuter les contacts entre un état fermé et un état ouvert. Le mécanisme comporte un arbre de commutation (20) couplé à un contact électrique mobile (8), un crochet de déclenchement (40) monté pivotant sur un support fixe du mécanisme et comprenant un alésage dans lequel est logée une butée (48) et un système de liaison (22) couplant l'arbre de commutation (20) au crochet de déclenchement. Le système de liaison comporte un embiellage articulé, qui est lié en rotation par rapport au crochet de déclenchement (40) et qui comprend une surface d'appui principale (85), qui est en appui sur la butée (48) lorsque le mécanisme de commutation est à l'état fermé. La butée (48) est configurée pour se déformer élastiquement lorsque le mécanisme de commutation passe de l'état ouvert à l'état fermé et que l'embiellage exerce un effort sur la butée, de manière à amortir le choc de l'embiellage sur la butée.Switching device (2) of an electric current, the device comprising separable fixed (4) and movable (8) electrical contacts and a mechanism (10) capable of switching the contacts between a closed state and an open state. The mechanism comprises a switching shaft (20) coupled to a movable electrical contact (8), a trigger hook (40) pivotally mounted on a fixed support of the mechanism and comprising a bore in which is housed a stop (48) and a connecting system (22) coupling the switching shaft (20) to the trigger hook. The linkage system comprises an articulated linkage, which is linked in rotation with respect to the release hook (40) and which comprises a main bearing surface (85), which bears on the stop (48) when the release mechanism. switching is in the closed state. The stopper (48) is configured to deform elastically when the switching mechanism goes from the open state to the closed state and the crankshaft exerts a force on the stopper, so as to absorb the shock of the crankshaft on stop.

Description

La présente invention concerne un appareil de coupure d'un courant électrique.The present invention relates to an apparatus for cutting an electric current.

L'invention se rapporte notamment au domaine des appareils de commutation électrique destinés à interrompre un courant électrique, tels que des disjoncteurs ou des interrupteurs.The invention relates in particular to the field of electrical switching devices intended to interrupt an electric current, such as circuit breakers or switches.

Les appareils de coupure à contacts séparables comportent un mécanisme de commutation à accumulation d'énergie qui a pour fonction de déplacer les contacts électriques de l'appareil entre un état ouvert et un état fermé, par exemple en réponse à une action d'un déclencheur ou d'un utilisateur.Switching devices with separable contacts include an energy storage switching mechanism which has the function of moving the electrical contacts of the device between an open state and a closed state, for example in response to an action of a trip unit. or a user.

Un exemple d'un tel mécanisme est décrit dans FR-2 985 600-B1 .An example of such a mechanism is described in FR-2 985 600-B1 .

Par exemple, un contact électrique mobile pivotant est déplacé par un arbre de commutation couplé mécaniquement à un crochet de déclenchement par l'intermédiaire d'un système de liaison. Pour fermer les contacts, un accumulateur d'énergie mécanique comprenant un ou des ressorts est actionné pour mettre en mouvement le système de liaison.For example, a pivoting movable electrical contact is moved by a switching shaft mechanically coupled to a trigger hook via a linkage system. To close the contacts, a mechanical energy accumulator comprising one or more springs is actuated to set the link system in motion.

Le mécanisme de commutation fait donc l'objet de nombreuses sollicitations mécaniques, telles que des chocs internes, lors de chaque ouverture et fermeture des contacts.The switching mechanism is therefore subject to numerous mechanical stresses, such as internal shocks, each time the contacts are opened and closed.

De tels mécanismes ont pendant longtemps donné satisfaction. Toutefois, dans certaines applications contemporaines, l'augmentation des puissances électriques associées aux appareils de coupure, ainsi que les exigences normatives, demandent d'augmenter la capacité des accumulateurs d'énergie mécanique afin d'augmenter la vitesse de fermeture des contacts, ce qui sollicite davantage le mécanisme de commutation et réduit le nombre de cycles d'ouverture et de fermeture admissibles pendant la durée de vie du produit.Such mechanisms have long given satisfaction. However, in certain contemporary applications, the increase in the electrical powers associated with breaking devices, as well as the normative requirements, require increasing the capacity of mechanical energy accumulators in order to increase the contact closing speed, which puts more strain on the switching mechanism and reduces the number of permissible opening and closing cycles during the life of the product.

Pour réduire les sollicitations du mécanisme de commutation, il est connu de freiner ou d'amortir l'arbre de commutation à l'aide d'un dispositif externe au mécanisme de commutation. Par exemple, DE-10 2006 012125-B3 décrit un tel dispositif externe, avec l'utilisation de butées amorties. Cependant une telle solution engendre un encombrement supplémentaire et présente un effet limité sur l'augmentation de la durée de vie des mécanismes de commutation.To reduce the stresses on the switching mechanism, it is known practice to brake or dampen the switching shaft using a device external to the switching mechanism. For example, DE-10 2006 012125-B3 describes such an external device, with the use of damped stops. However, such a solution generates additional bulk and has a limited effect on increasing the life of the switching mechanisms.

Il est aussi connu de renforcer les pièces mécaniques, notamment en augmentant leurs épaisseurs respectives, mais une telle solution renforce les effets inertiels, ce qui limite les bénéfices réellement obtenus en termes de durée de vie.It is also known practice to reinforce mechanical parts, in particular by increasing their respective thicknesses, but such a solution reinforces the inertial effects, which limits the benefits actually obtained in terms of service life.

Il est souhaitable de pouvoir disposer de mécanismes de commutation dont la durabilité est améliorée, par exemple pour augmenter le nombre de cycles d'ouverture et de fermeture admissibles pendant la durée de vie du produit.It is desirable to be able to have switching mechanisms with improved durability, for example to increase the number of permissible opening and closing cycles during the life of the product.

Il existe donc un besoin pour un appareil de coupure d'un courant électrique dont le mécanisme de commutation présente une fiabilité améliorée, sans recourir à l'ajout de pièces à l'extérieur du mécanisme.There is therefore a need for an apparatus for cutting an electric current, the switching mechanism of which exhibits improved reliability, without resorting to the addition of parts outside the mechanism.

À cet effet, l'invention concerne un appareil de coupure d'un courant électrique, qui comporte des contacts électriques fixe et mobile séparables et un mécanisme apte à commuter les contacts entre un état fermé et un état ouvert. Le mécanisme comporte :

  • un arbre de commutation couplé à un contact électrique mobile ;
  • un crochet de déclenchement monté pivotant sur un support fixe du mécanisme et comprenant un alésage dans lequel est logée une butée,
  • un système de liaison couplant l'arbre de commutation au crochet de déclenchement. Le système de liaison comporte un embiellage articulé, qui est lié en rotation par rapport au crochet de déclenchement et qui comprend une surface d'appui principale, qui est en appui sur la butée lorsque le mécanisme de commutation est à l'état fermé. Selon l'invention, la butée est configurée pour se déformer élastiquement lorsque le mécanisme de commutation passe de l'état ouvert à l'état fermé et que l'embiellage exerce un effort sur la butée, de manière à amortir le choc de l'embiellage sur la butée.
To this end, the invention relates to an apparatus for cutting an electric current, which comprises separable fixed and movable electric contacts and a mechanism capable of switching the contacts between a closed state and an open state. The mechanism comprises:
  • a switching shaft coupled to a movable electrical contact;
  • a release hook pivotally mounted on a fixed support of the mechanism and comprising a bore in which a stopper is housed,
  • a linkage system coupling the switching shaft to the trigger hook. The linkage system comprises an articulated linkage, which is linked in rotation with respect to the triggering hook and which comprises a main bearing surface, which bears on the stop when the switching mechanism is in the closed state. According to the invention, the stopper is configured to deform elastically when the switching mechanism goes from the open state to the closed state and the crankshaft exerts a force on the stopper, so as to absorb the shock of the crankshaft on the stop.

Grâce à l'invention, la butée est déformable élastiquement et permet d'absorber l'énergie cinétique de l'embiellage, ce qui allonge la durée de vie du mécanisme. Cet effet est obtenu sans ajout de pièce extérieure au mécanisme, ce qui est avantageux en termes d'encombrement et de coût.Thanks to the invention, the stop is elastically deformable and makes it possible to absorb the kinetic energy of the crankshaft, which extends the service life of the mechanism. This effect is obtained without adding an external part to the mechanism, which is advantageous in terms of size and cost.

Avantageusement, des éléments amortisseurs en élastomère, situés au niveau de la butée, amortissent l'embiellage avant qu'il ne soit en appui sur la butée, ce qui améliore d'avantage l'absorption d'énergie cinétique à chaque fois que le mécanisme passe de l'état ouvert à l'état fermé.Advantageously, elastomer damping elements, located at the level of the stopper, dampen the crankshaft before it bears on the stopper, which further improves the absorption of kinetic energy each time the mechanism changes from open state to closed state.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel support peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises selon toute combinaison techniquement admissible :

  • la butée est réalisée en acier à haute élasticité ;
  • la butée comprend une goupille spiralée ;
  • la butée est maintenue dans l'alésage du crochet de déclenchement par retour élastique de la butée ;
  • l'appareil de coupure comprend des éléments amortisseurs déformables élastiquement, les éléments amortisseurs étant dans une configuration relâchée lorsque le mécanisme de commutation est à l'état ouvert, tandis que, lorsque le mécanisme de commutation est à l'état fermé, des surfaces d'appui secondaires de l'embiellage sont en appui sur des portions d'appui respectives des éléments amortisseurs et les éléments amortisseurs sont dans une configuration déformée ;
  • les éléments amortisseurs sont chacun situés au niveau d'une extrémité respective de la butée et comprennent chacun un orifice de maintien sur la butée, chaque élément amortisseur comprenant aussi une lumière de passage, de manière qu'à l'état fermé de l'appareil de coupure, la surface d'appui principale de l'embiellage est en appui direct sur la butée ;
  • chaque élément amortisseur comprend une portion avant et une portion arrière, les portions avant et arrière étant situées de part et d'autre de la lumière de passage et étant configurées pour, lorsque le mécanisme de déclenchement passe de l'état ouvert à l'état fermé, entrer en contact avec les surfaces d'appui secondaires de l'embiellage avant que la surface d'appui principale de l'embiellage ne soit en appui direct sur la butée ;
  • les éléments amortisseurs comprennent des alvéoles déformables ménagées au sein de la portion avant, les alvéoles étant ouvertes lorsque les éléments amortisseurs sont en configuration relâchée, tandis que lorsque l'appareil de coupure est à l'état fermé, les alvéoles sont closes ;
  • les éléments amortisseurs sont configurés de telle sorte que les alvéoles de la portion avant présentent chacune une épaisseur respective mesurée parallèlement à une direction d'appui moyen, la somme des épaisseurs étant comprise entre 30% et 70% d'une dimension de la portion avant mesurée parallèlement à la direction d'appui moyen, de préférence comprise entre 40% et 60%, la direction d'appui moyen étant définie par la direction de la force de contact entre l'embiellage et la portion avant alors que l'appareil de coupure passe de l'état ouvert à l'état fermé ;
  • les éléments amortisseurs sont réalisés en un matériau élastomère présentant une dureté Shore A comprise entre 50° et 90°, de préférence comprise entre 60° et 80°, de préférence encore sensiblement égale à 70° ;
  • le mécanisme de commutation comprend deux entretoises, qui sont solidaires du crochet de déclenchement et sont chacune situées au niveau d'un élément amortisseur respectif, chaque entretoise présentant des faces de soutien configurées pour coopérer par complémentarité de forme avec des faces inférieures des éléments amortisseurs, les faces inférieures étant situées à l'opposé des portions avant et arrière selon la direction d'appui moyen de l'embiellage, de manière que, en configuration déformée, les éléments amortisseurs sont déformés en compression, et
  • les portions avant des éléments amortisseurs dépassent partiellement des faces de soutien, de manière que lorsque l'appareil de coupure est à l'état fermé, la portion avant de chaque élément amortisseur comprend aussi une zone de déformation en tension.
According to advantageous but not mandatory aspects of the invention, such a support can incorporate one or more of the following characteristics taken in any technically acceptable combination:
  • the stopper is made of high elasticity steel;
  • the stopper includes a spiral pin;
  • the stopper is held in the bore of the release hook by elastic return of the stopper;
  • the breaking apparatus comprises resiliently deformable damping elements, the damping elements being in a relaxed configuration when the switching mechanism is in the open state, while, when the switching mechanism is in the closed state, secondary bearing surfaces of the crankshaft are supported on respective bearing portions of the damping elements and on them. damping elements are in a distorted configuration;
  • the damping elements are each located at a respective end of the stopper and each comprise a retaining hole on the stopper, each damper element also comprising a passage opening, so that in the closed state of the apparatus switch, the main bearing surface of the crankshaft is in direct contact with the stop;
  • each damper element comprises a front portion and a rear portion, the front and rear portions being located on either side of the passage lumen and being configured for when the trigger mechanism changes from the open state to the state closed, come into contact with the secondary bearing surfaces of the crankshaft before the main bearing surface of the crankshaft is in direct contact with the stop;
  • the damping elements comprise deformable cells formed within the front portion, the cells being open when the damping elements are in the relaxed configuration, while when the breaking device is in the closed state, the cells are closed;
  • the damping elements are configured such that the cells of the front portion each have a respective thickness measured parallel to an average bearing direction, the sum of the thicknesses being between 30% and 70% of a dimension of the front portion measured parallel to the direction of average support, preferably between 40% and 60%, the direction of average support being defined by the direction of the contact force between the crankshaft and the front portion while the device of cut-off changes from the open state to the closed state;
  • the damping elements are made of an elastomeric material having a Shore A hardness of between 50 ° and 90 °, preferably between 60 ° and 80 °, more preferably substantially equal to 70 °;
  • the switching mechanism comprises two spacers, which are integral with the trigger hook and are each located at the level of a respective damping element, each spacer having support faces configured to cooperate by formally complementary with the lower faces of the damping elements, the lower faces being located opposite the front and rear portions in the direction of the average bearing of the crankshaft, so that, in the deformed configuration, the damping elements are deformed in compression, and
  • the front portions of the damping elements partially protrude from the support faces, so that when the switchgear is in the closed state, the front portion of each damping element also comprises a zone of tension deformation.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation d'un appareil de coupure d'un courant électrique conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

  • [Fig 1] la figure 1 illustre schématiquement un appareil de coupure à contacts séparables, représenté en coupe selon un plan médian, comportant un mécanisme de commutation avec un embiellage conforme à l'invention, le mécanisme et l'embiellage étant représentés de façon simplifiée dans une première configuration ;
  • [Fig 2] la figure 2 est une vue en perspective partiellement éclatée de l'embiellage de la figure 1, l'embiellage étant dans une deuxième configuration;
  • [Fig 3] la figure 3 est une vue en perspective de certaines pièces de l'embiellage de la figure 2 en configuration assemblée, observé suivant la flèche III de la figure 2, et
  • [Fig 4] la figure 4 est une vue en coupe, selon un plan de coupe parallèle au plan médian, de l'embiellage de la figure 2, représenté assemblé dans une troisième configuration.
The invention will be better understood, and other advantages thereof will emerge more clearly in the light of the description which follows, of an embodiment of an apparatus for cutting an electric current in accordance with its principle. , given by way of example only and made with reference to the accompanying drawings, in which:
  • [ Fig 1 ] the figure 1 schematically illustrates a breaking device with separable contacts, shown in section on a median plane, comprising a switching mechanism with a linkage according to the invention, the mechanism and the linkage being shown in a simplified manner in a first configuration;
  • [ Fig 2 ] the figure 2 is a partially exploded perspective view of the crankshaft of the figure 1 , the crankshaft being in a second configuration;
  • [ Fig 3 ] the figure 3 is a perspective view of some parts of the crankshaft figure 2 in assembled configuration, observed along arrow III of the figure 2 , and
  • [ Fig 4 ] the figure 4 is a sectional view, along a section plane parallel to the median plane, of the crankshaft of the figure 2 , shown assembled in a third configuration.

La figure 1 représente une partie d'un appareil électrique de coupure 2 pour interrompre un courant électrique, tel qu'un disjoncteur ou un contacteur. La coupure du courant électrique est réalisée dans l'air et au moyen de contacts électriques séparables.The figure 1 represents a part of an electrical switch-off device 2 for interrupting an electric current, such as a circuit breaker or a contactor. The electrical current is cut off in the air and by means of separable electrical contacts.

Selon des exemples, l'appareil 2 est un disjoncteur multipolaire à basse tension et à forte intensité.According to examples, the device 2 is a multi-pole low voltage and high current circuit breaker.

L'appareil 2 comporte un contact électrique fixe 4 et un pôle mobile 6 qui, dans certains exemples, porte des doigts de contact 8 montés pivotants disposés en regard du contact fixe 4. Les contacts 4 et 8 sont connectés à des bornes de raccordement électriques opposées de l'appareil 2.The device 2 comprises a fixed electrical contact 4 and a movable pole 6 which, in certain examples, carries contact fingers 8 pivotally mounted and arranged opposite the fixed contact 4. The contacts 4 and 8 are connected to electrical connection terminals. opposites of the device 2.

Le pôle mobile 6 est réversiblement déplaçable, par exemple par pivotement par rapport à un bâti fixe de l'appareil 2, entre une position d'ouverture et une position de fermeture des contacts, correspondant respectivement à un état électriquement ouvert et un état électriquement fermé de l'appareil 2. L'axe de rotation du pôle mobile 6 est ici noté par la référence X6.The mobile pole 6 is reversibly movable, for example by pivoting relative to a fixed frame of the device 2, between an open position and a closed position of the contacts, corresponding respectively to an electrically open state and an electrically closed state. of the device 2. The axis of rotation of the mobile pole 6 is here denoted by the reference X6.

L'appareil 2 comporte également un mécanisme 10 de commutation adapté pour commuter les contacts 4 et 8 entre l'état ouvert et fermé par déplacement du pôle mobile 6 entre les positions ouverte et fermée.The apparatus 2 also comprises a switching mechanism 10 adapted to switch the contacts 4 and 8 between the open and closed state by moving the movable pole 6 between the open and closed positions.

Le doigt de contact 8, porté par le pôle mobile 6, est par extension un contact électrique mobile, qui est mobile en rotation par rapport au bâti de l'appareil 2 autour de l'axe de rotation X6, en particulier lors des mouvements de commutation de l'appareil 2 entre les états électriquement ouvert et fermé.The contact finger 8, carried by the movable pole 6, is by extension a movable electrical contact, which is movable in rotation with respect to the frame of the apparatus 2 around the axis of rotation X6, in particular during the movements of switching device 2 between electrically open and closed states.

Par commodité, on définit à des fins d'illustration un plan médian P1 comme étant un plan orthogonal à l'axe X6. Le plan médian P1 est aussi le plan de l'image de la figure 1. Dans les modes de réalisation illustrés, les mouvements de pivotement et de rotation des éléments du mécanisme 10 ont lieu autour d'axes de rotation qui sont fixes par rapport au bâti et qui s'étendent parallèlement entre eux, ici selon des directions perpendiculaires au plan P1.For convenience, a median plane P1 is defined for illustrative purposes as being a plane orthogonal to the axis X6. The median plane P1 is also the plane of the image of the figure 1 . In the illustrated embodiments, the pivoting and rotating movements of the elements of mechanism 10 take place around axes of rotation which are fixed relative to the frame and which extend parallel to each other, here in directions perpendicular to the plane. P1.

Par exemple, le mécanisme 10 est pilotable au moyen d'un déclencheur 12 de l'appareil 2 et/ou par un organe de commande manuel, tel qu'une manette ou un bouton poussoir.For example, the mechanism 10 can be controlled by means of a trigger 12 of the device 2 and / or by a manual control member, such as a handle or a push button.

Selon des modes de réalisation, l'appareil 2 est un appareil multipolaire adapté pour interrompre un courant électrique polyphasé. L'appareil 2 comporte alors plusieurs pôles, dont chacun est associé à une phase électrique et comporte une paire de contacts 4 et 8. Selon des exemples non limitatifs, l'appareil 2 comporte trois, quatre, six ou huit pôles.According to embodiments, the apparatus 2 is a multipolar apparatus adapted to interrupt a polyphase electric current. The device 2 then comprises several poles, each of which is associated with an electrical phase and comprises a pair of contacts 4 and 8. According to non-limiting examples, the device 2 comprises three, four, six or eight poles.

Selon des modes de mise en oeuvre, le mécanisme 10 est un mécanisme de commutation à accumulation d'énergie mécanique. Le principe de fonctionnement d'un mécanisme de commutation selon cette technologie est par exemple décrit dans FR-2 985 600-B1 .According to embodiments, the mechanism 10 is a mechanical energy storage switching mechanism. The operating principle of a switching mechanism according to this technology is for example described in FR-2 985 600-B1 .

Le mécanisme 10 comporte notamment un arbre de commutation 20 couplé au pôle mobile 6, ici au moyen d'une manivelle 24 et d'une bielle 25. L'arbre 20 est mobile en rotation autour de son axe longitudinal par rapport à un bâti fixe, ou support fixe, de l'appareil de coupure 2. Autrement dit l'arbre de commutation 20 est couplé au doigt de contact 8, qui est un contact mobile.The mechanism 10 comprises in particular a switching shaft 20 coupled to the movable pole 6, here by means of a crank 24 and a connecting rod 25. The shaft 20 is movable in rotation about its longitudinal axis relative to a fixed frame. , or fixed support, of the switching device 2. In other words the switching shaft 20 is coupled to the contact finger 8, which is a movable contact.

Dans le cas où l'appareil 2 comporte plusieurs pôles, l'arbre 20 est commun à tous les pôles et est couplé mécaniquement avec chaque pôle mobile 6.In the case where the device 2 has several poles, the shaft 20 is common to all the poles and is mechanically coupled with each mobile pole 6.

Le mécanisme 10 comprend également un crochet de déclenchement 40 et un système de liaison 22 couplant l'arbre de commutation au crochet de déclenchement.The mechanism 10 also comprises a trigger hook 40 and a link system 22 coupling the switching shaft to the trigger hook.

Par exemple, le système de liaison 22 est articulé par une liaison pivot avec un bras de la manivelle 24 portée par l'arbre 20, comme décrit ci-après.For example, the connection system 22 is articulated by a pivot connection with an arm of the crank 24 carried by the shaft 20, as described below.

Le mécanisme 10 comporte aussi un cliquet d'ouverture 26 associé à un verrou 28, aussi nommé « demi-lune ».The mechanism 10 also includes an opening pawl 26 associated with a latch 28, also called a "half-moon".

Le cliquet d'ouverture 26 est monté pivotant par rapport au bâti et coopère avec le crochet de déclenchement 40. Un ressort 29 est accroché entre, d'une part, l'arbre 20 et, d'autre part, un axe solidaire du bâti de l'appareil 2.The opening pawl 26 is mounted to pivot relative to the frame and cooperates with the trigger hook 40. A spring 29 is hooked between, on the one hand, the shaft 20 and, on the other hand, an axis integral with the frame. device 2.

Un verrou de fermeture 30, aussi nommé « demi-lune », et un levier 31 intermédiaire coopèrent mécaniquement avec un actionneur piloté par le déclencheur 12, tel qu'un actionneur électromécanique à bobine, et/ou avec l'organe de commande manuelle. Sur la figure 1, l'association entre le déclencheur et le levier 31 est schématisée par des tiges, bien qu'en pratique cette coopération mécanique peut être réalisée de façon tout à fait différente.A closing latch 30, also called a “half-moon”, and an intermediate lever 31 mechanically cooperate with an actuator controlled by the trigger 12, such as an electromechanical coil actuator, and / or with the manual control member. On the figure 1 , the association between the trigger and the lever 31 is shown schematically by rods, although in practice this mechanical cooperation can be achieved in a completely different way.

Le verrou 30 est également associé mécaniquement avec un cliquet de fermeture 32 monté pivotant par rapport au bâti.The lock 30 is also mechanically associated with a closing pawl 32 pivotally mounted relative to the frame.

Le mécanisme 10 comporte en outre un dispositif d'accumulation d'énergie mécanique 34, comportant au moins un ressort. Par exemple, le dispositif 34 stocke de l'énergie mécanique lorsque le ressort est comprimé et restitue cette énergie mécanique par la détente du ressort.The mechanism 10 further comprises a device for accumulating mechanical energy 34, comprising at least one spring. For example, the device 34 stores mechanical energy when the spring is compressed and restores this mechanical energy by the relaxation of the spring.

Un mécanisme d'entraînement 36, comportant ici une ou plusieurs pièces de liaison articulées et/ou montées pivotantes par rapport au bâti fixe, est couplé mécaniquement au dispositif 34. Le mécanisme d'entraînement 36 agit sur le système de liaison 22 pour le percuter et l'entraîner vers une position de fermeture. Ce faisant, en se déplaçant, le système de liaison 22 entraîne à son tour le crochet de déclenchement 40.A drive mechanism 36, comprising here one or more articulated and / or pivotally mounted connecting pieces relative to the fixed frame, is mechanically coupled to the device 34. The drive mechanism 36 acts on the connecting system 22 to strike it. and drive it to a closed position. In doing so, while moving, the linkage system 22 in turn drives the trigger hook 40.

Dans l'exemple illustré, le crochet de déclenchement 40 porte également un orifice 46 servant à recevoir une liaison pivot avec le bâti et est articulé par une liaison pivot avec le système de liaison 22.In the example illustrated, the trigger hook 40 also carries an orifice 46 serving to receive a pivot connection with the frame and is articulated by a pivot connection with the connection system 22.

Le système de liaison 22 et le crochet 40 sont aussi représentés plus en détail sur la figure 2.The connection system 22 and the hook 40 are also shown in more detail on the figure 2 .

Le système de liaison 22 comporte une première paire de bielles 42 et une deuxième paire de bielles 44 articulées entre elles et sur lesquelles sont formées les liaisons pivot d'articulation avec le crochet de déclenchement 40 et l'arbre 20. Les deux paires de bielles 42 et 44 forment ensemble un « embiellage » 45 articulé.The connection system 22 comprises a first pair of connecting rods 42 and a second pair of connecting rods 44 articulated together and on which are formed the pivot articulation connections with the release hook 40 and the shaft 20. The two pairs of connecting rods 42 and 44 together form an articulated "linkage" 45.

Dans l'exemple illustré, le crochet de déclenchement 40 porte également un orifice 46, servant à recevoir une liaison pivot avec le bâti, et une butée 48, logée dans un alésage du crochet 40 et faisant ici saillie de part et d'autre du crochet 40. Par exemple, le crochet de déclenchement 40 présente une forme essentiellement plate, parallèle au plan médian P1.In the example illustrated, the trigger hook 40 also carries an orifice 46, serving to receive a pivot connection with the frame, and a stop 48, housed in a bore of the hook 40 and here projecting on either side of the hook 40. For example, the trigger hook 40 has an essentially flat shape, parallel to the median plane P1.

Conformément à des modes de réalisation, comme on le comprendra à la lecture des exemples donnés ci-après, la butée 48 est plus généralement configurée pour se déformer élastiquement lorsque le mécanisme de commutation 10 passe de l'état ouvert à l'état fermé et que l'embiellage 45 exerce un effort sur la butée, de manière à amortir le choc de l'embiellage 45 sur la butée 48.According to embodiments, as will be understood on reading the examples given below, the stop 48 is more generally configured to elastically deform when the switching mechanism 10 goes from the open state to the closed state and the crankshaft 45 exerts a force on the stop, so as to absorb the impact of the crankshaft 45 on the stop 48.

La première paire 42 de bielles comporte deux bielles 50 et 52 semblables ou identiques et disposées parallèlement en regard l'une de l'autre. Selon des exemples, les bielles 50 et 52 présentent une forme plane.The first pair 42 of connecting rods comprises two connecting rods 50 and 52 which are similar or identical and arranged in parallel facing one another. According to examples, the connecting rods 50 and 52 have a planar shape.

Les bielles 50 et 52 sont, sur une première extrémité, ici une extrémité inférieure, chacune montées pivotantes sur le crochet de déclenchement 40, et plus précisément, sur une extrémité distale 54 du crochet de déclenchement 40.The connecting rods 50 and 52 are, on a first end, here a lower end, each pivotally mounted on the trigger hook 40, and more precisely, on a distal end 54 of the trigger hook 40.

Cette liaison pivot est ici formée au moyen d'un axe rigide 56, tel qu'un tourillon, qui s'étend perpendiculairement aux bielles 50 et 52. La référence X56 désigne l'axe de rotation associé à cette liaison pivot. L'axe X56 est ici parallèle à l'axe X6.This pivot connection is here formed by means of a rigid axis 56, such as a journal, which extends perpendicularly to the connecting rods 50 and 52. The reference X56 designates the axis of rotation associated with this pivot connection. The X56 axis is here parallel to the X6 axis.

Selon des exemples, le système de liaison 22 comporte également une bague 58 montée entre les bielles 50 et 52 sur une entretoise 59 qui solidarise les bielles 50 et 52 l'une à l'autre. L'entretoise 59 s'étend ici parallèlement à l'axe X56.According to examples, the connecting system 22 also comprises a ring 58 mounted between the connecting rods 50 and 52 on a spacer 59 which secures the connecting rods 50 and 52 to one another. The spacer 59 here extends parallel to the axis X56.

Par exemple, l'entretoise 59 et la bague 58 sont percutées par le mécanisme d'entraînement 36 lorsque l'énergie est libérée par le dispositif 34.For example, the spacer 59 and the ring 58 are struck by the drive mechanism 36 when the energy is released by the device 34.

La deuxième paire 44 de bielles comporte deux bielles 60 et 62 semblables ou identiques et disposées parallèlement en regard l'une de l'autre. Selon des exemples, les bielles 60 et 62 présentent une forme plane.The second pair 44 of connecting rods comprises two connecting rods 60 and 62 which are similar or identical and arranged parallel facing each other. According to examples, the connecting rods 60 and 62 have a planar shape.

Selon des modes de réalisation optionnels mais néanmoins avantageux, chacune des deuxièmes bielles 60 et 62 présente une forme recourbée en arc de cercle, ce qui réduit l'encombrement, améliore la répartition des sollicitations mécaniques et augmente l'endurance mécanique du système 22.According to optional but nevertheless advantageous embodiments, each of the second connecting rods 60 and 62 has a curved shape in an arc of a circle, which reduces the bulk, improves the distribution of mechanical stresses and increases the mechanical endurance of the system 22.

Les bielles 60 et 62 sont, sur une première extrémité, ici une extrémité supérieure, adaptées pour être montées pivotantes sur l'arbre 20, et plus précisément, sur un bras de la manivelle 24, ici dans un orifice formé dans ce bras de la manivelle 24.The connecting rods 60 and 62 are, on a first end, here an upper end, adapted to be pivotally mounted on the shaft 20, and more precisely, on an arm of the crank 24, here in an orifice formed in this arm of the crank 24.

Cette liaison pivot est formée au moyen d'un axe rigide 64, qui s'étend perpendiculairement aux bielles 60 et 62, de préférence en faisant saillie par rapport aux faces latérales extérieures des bielles 60 et 62. La référence X64 désigne l'axe de rotation associé à cette liaison pivot. L'axe X64 est ici parallèle à l'axe X56. L'axe rigide 64 est placé sur ladite première extrémité des bielles 60 et 62.This pivot connection is formed by means of a rigid axis 64, which extends perpendicularly to the connecting rods 60 and 62, preferably by projecting relative to the outer side faces of the connecting rods 60 and 62. The reference X64 designates the axis of rotation associated with this pivot link. The X64 axis is here parallel to the X56 axis. The rigid axis 64 is placed on said first end of the connecting rods 60 and 62.

Selon des exemples, l'axe rigide 64 monté lié en translation avec les bielles 60 et 62. En d'autres termes, l'axe rigide 64 est mobile en rotation, mais reste immobile en translation par rapport aux bielles 60 et 62.According to examples, the rigid axis 64 mounted linked in translation with the connecting rods 60 and 62. In other words, the rigid axis 64 is mobile in rotation, but remains immobile in translation with respect to the connecting rods 60 and 62.

Les bielles 60 et 62 formant la deuxième paire de bielles 44 sont maintenues à distance l'une de l'autre selon la direction X64 de manière à permettre le passage d'une extrémité 66 du crochet de déclenchement 40 entre les bielles 60 et 62.The connecting rods 60 and 62 forming the second pair of connecting rods 44 are kept at a distance from one another in the direction X64 so as to allow the passage of one end 66 of the trigger hook 40 between the connecting rods 60 and 62.

Cette extrémité 66 présente une portion d'accrochage 67 en forme de « V », qui coopère avec le cliquet d'ouverture 26, par exemple en venant en appui sur une butée liée à un axe 27 du cliquet d'ouverture 26 dans la position fermée.This end 66 has a hooking portion 67 in the shape of a "V", which cooperates with the opening pawl 26, for example by resting on a stop connected to an axis 27 of the opening pawl 26 in the position. closed.

Les bielles 50 et 52 sont connectées avec les bielles 60 et 62 au moyen d'un unique axe d'articulation 68 qui forme une liaison pivot entre les bielles 50 et 52 de la première paire 42 et les bielles 60 et 62 de la deuxième paire 44. La référence X68 désigne une droite donnant l'axe de rotation associée à cette liaison pivot.The connecting rods 50 and 52 are connected with the connecting rods 60 and 62 by means of a single articulation pin 68 which forms a pivot connection between the connecting rods 50 and 52 of the first pair 42 and the connecting rods 60 and 62 of the second pair 44. The reference X68 designates a straight line giving the axis of rotation associated with this pivot connection.

L'axe d'articulation 68 s'étend le long de cet axe X68, qui est nommé « direction X68 » dans ce qui suit pour éviter toute confusion avec l'axe d'articulation 68.The hinge axis 68 extends along this axis X68, which is called "direction X68" in the following to avoid confusion with the hinge axis 68.

Selon des exemples, les bielles 60 et 62 sont disposées de part et d'autre des bielles 50 et 52 et sont en contact avec les bielles 50 et 52 sur une partie de leur longueur. La bielle 50 est adjacente à la bielle 60 et la bielle 52 est adjacente à la bielle 62.According to examples, the connecting rods 60 and 62 are arranged on either side of the connecting rods 50 and 52 and are in contact with the connecting rods 50 and 52 over part of their length. The connecting rod 50 is adjacent to the connecting rod 60 and the connecting rod 52 is adjacent to the connecting rod 62.

La liaison pivot formée par l'axe d'articulation 68 est formée sur l'autre extrémité de chacune des bielles 50, 52, 60 et 62, c'est-à-dire formée sur la deuxième extrémité des bielles 50 et 52 et sur la deuxième extrémité des bielles 60 et 62. En pratique, la deuxième extrémité de chaque bielle est située à l'opposé de la première extrémité de ladite bielle.The pivot connection formed by the hinge pin 68 is formed on the other end of each of the connecting rods 50, 52, 60 and 62, that is to say formed on the second end of the connecting rods 50 and 52 and on the second end of the connecting rods 60 and 62. In practice, the second end of each connecting rod is located opposite the first end of said connecting rod.

Ainsi, dans les exemples illustrés, la liaison pivot formée par l'axe d'articulation 68 est située sur l'extrémité inférieure des bielles 60 et 62 et sur l'extrémité supérieure des bielles 50 et 52. Dans ces exemples, l'articulation est donc formée essentiellement au milieu du système de liaison 22.Thus, in the examples illustrated, the pivot connection formed by the articulation axis 68 is located on the lower end of the connecting rods 60 and 62 and on the upper end of the connecting rods 50 and 52. In these examples, the articulation is therefore formed essentially in the middle of the connection system 22.

Des exemples de fonctionnement du mécanisme 10 sont maintenant brièvement décrits.Examples of the operation of the mechanism 10 are now briefly described.

Dans une position stable d'ouverture, illustrée par la figure 1, le dispositif d'accumulation 34 est armé, c'est-à-dire que le ressort est comprimé et stocke de l'énergie. Le verrou 30 maintient le cliquet de fermeture 32 dans une première position.In a stable open position, illustrated by the figure 1 , the storage device 34 is armed, that is to say that the spring is compressed and stores energy. The latch 30 maintains the closing pawl 32 in a first position.

Pour fermer les contacts 4 et 8, le verrou de fermeture 30 est basculé, par exemple sur action du déclencheur 12 ou du bouton poussoir, ce qui libère le cliquet de fermeture 32.To close the contacts 4 and 8, the closing latch 30 is tilted, for example on the action of the trip unit 12 or of the push button, which releases the closing pawl 32.

Le déplacement du cliquet de fermeture 32 actionne le dispositif 34 et l'énergie accumulée dans le dispositif 34 est libérée par un mouvement de détente du ressort, ce qui, par l'intermédiaire du mécanisme d'entraînement 36, actionne le système de liaison 22, par exemple en percutant la bague 58, de sorte à déplacer le pôle mobile 6 par l'intermédiaire de l'arbre 20, jusqu'à ce que le doigt de contact 8 vienne en contact avec le contact fixe 4.The movement of the closing pawl 32 activates the device 34 and the energy accumulated in the device 34 is released by a relaxing movement of the spring, which, through the drive mechanism 36, activates the link system 22 , for example by striking the ring 58, so as to move the mobile pole 6 via the shaft 20, until the contact finger 8 comes into contact with the fixed contact 4.

Le système de liaison 22 continue à se déplacer vers sa position de fermeture jusqu'à passer en avant d'une position d'alignement prédéfinie, nommée « point mort », entraînant le crochet de déclenchement 40 et le cliquet d'ouverture 26 vers une position de butée, dans laquelle le retour en arrière du système de liaison 22 est empêché.The linkage system 22 continues to move towards its closed position until it passes forward of a predefined alignment position, called "neutral", causing the release hook 40 and the opening pawl 26 towards a stop position, in which the return to the rear of the connecting system 22 is prevented.

L'embiellage 45, et plus précisément la première paire de bielles 42, arrive ensuite au contact contre la butée 48, de manière à verrouiller la position du système de liaison 22.The crankshaft 45, and more precisely the first pair of connecting rods 42, then comes into contact with the stop 48, so as to lock the position of the connecting system 22.

Le mécanisme 10 est alors dans une position stable de fermeture.The mechanism 10 is then in a stable closed position.

Pour rouvrir l'appareil 2, le verrouillage entre le cliquet d'ouverture 26 et le verrou 28 est rompu, par exemple en déplaçant le levier 31 au moyen de l'actionneur 12 ou par une action manuelle directement sur le verrou 28. Le cliquet d'ouverture 26 pivote, ce qui libère la butée du crochet de déclenchement 40.To reopen the device 2, the locking between the opening pawl 26 and the latch 28 is broken, for example by moving the lever 31 by means of the actuator 12 or by a manual action directly on the latch 28. The pawl opening 26 swivels, which releases the stop of the release hook 40.

Le système de liaison 22 n'est alors plus maintenu en butée par le crochet 40, tandis que la butée 48 force la première paire de bielles 42 à s'éloigner sous l'action de la force de rappel exercée par le ressort 29, de façon à ramener le système de liaison 22 vers la position d'ouverture. Une fois que ce le système de liaison 22 est revenu derrière la position de point mort, le pôle mobile 6 est entraîné vers sa position d'ouverture. Le mécanisme 10 est revenu dans la position stable d'ouverture.The connecting system 22 is then no longer held in abutment by the hook 40, while the stop 48 forces the first pair of connecting rods 42 to move away under the action of the return force exerted by the spring 29, so as to bring the connection system 22 back to the open position. Once the connecting system 22 has returned behind the neutral position, the movable pole 6 is driven towards its open position. The mechanism 10 has returned to the stable open position.

Comme illustré ici sur les figures 2, 3 et 4, la butée 48, visible à plus grande échelle, comprend une goupille spiralée. Les goupilles spiralées, qui sont par exemples décrites dans les normes ISO 8748 ou ISO 8750, sont formées par un enroulement d'une feuille de métal, par exemple en acier à haute élasticité.As shown here on figures 2 , 3 and 4 , the stop 48, visible on a larger scale, comprises a spiral pin. Spiral pins, which are for example described in the ISO 8748 or ISO 8750 standards, are formed by a winding of a sheet of metal, for example of high elasticity steel.

Par « acier à haute élasticité », on entend une nuance d'acier conçue pour être résistante aux chocs et à la flexion. De nombreuses nuances d'aciers existent, et l'homme de l'art saura sélectionner la nuance la plus adaptée en fonction de la géométrie de la butée 48 et des performances attendues, notamment en termes de durabilité et d'absorption d'énergie cinétique. À titre d'exemple non limitatifs, les nuances d'acier trempé 420-545 HV ou d'acier inoxydable « 1.4310 » donnent de bons résultats.By "high elasticity steel" is meant a steel grade designed to be resistant to impact and bending. Numerous grades of steel exist, and those skilled in the art will be able to select the most suitable grade depending on the geometry of the stop 48 and the expected performance, in particular in terms of durability and absorption of kinetic energy. . By way of non-limiting example, the tempered steel grades 420-545 HV or stainless steel “1.4310” give good results.

La butée 48 présente une forme globalement cylindrique de section circulaire dont la génératrice s'étend selon un axe X48, l'axe X48 étant parallèle à l'axe X56, et présente une surface externe 70 avec deux extrémités 72 et 74 opposées, qui sont ici de forme tronconique.The stop 48 has a generally cylindrical shape of circular section, the generatrix of which extends along an axis X48, the axis X48 being parallel to the axis X56, and has an external surface 70 with two opposite ends 72 and 74, which are here frustoconical in shape.

La butée 48 est introduite serrée dans l'alésage du crochet 40 dans lequel la butée 48 est logée, la butée 48 étant maintenue dans ledit alésage par retour élastique. En particulier, la butée 48 n'est pas soudée au crochet 40 et reste libre de se déformer élastiquement sous l'effet d'une contrainte extérieure, en particulier la butée 48 reste libre de se déformer en flexion lorsque la paire de bielle 42 arrive en appui sur la butée 48 lors de la fermeture du mécanisme 10.The stop 48 is inserted tightly into the bore of the hook 40 in which the stop 48 is housed, the stop 48 being held in said bore by elastic return. In particular, the stop 48 is not welded to the hook 40 and remains free to deform elastically under the effect of an external stress, in particular the stop 48 remains free. to deform in bending when the pair of connecting rods 42 comes to bear on the stop 48 when closing the mechanism 10.

Une telle goupille spiralée, utilisée en tant que butée 48, est particulièrement résistante aux chocs et à la fatigue des matériaux, en particulier comparativement aux butées de l'état de la technique qui sont généralement des cylindres pleins réalisé dans un acier dur mais peu flexible, ou aux goupilles fendues. Bien entendu, la butée 48 peut présenter d'autres formes qu'une goupille spiralée tant que des performances équivalentes en terme de résistance aux chocs sont atteintes.Such a spiral pin, used as a stop 48, is particularly resistant to impact and fatigue of materials, in particular compared to the stops of the state of the art which are generally solid cylinders made of a hard but inflexible steel. , or cotter pins. Of course, the stop 48 can have other shapes than a spiral pin as long as equivalent performance in terms of impact resistance is achieved.

L'appareil de coupure 2 comprend, en outre, deux éléments amortisseurs 76 et 78.The switchgear 2 further comprises two damping elements 76 and 78.

Chaque élément amortisseur 76 ou 78 est situé au niveau d'une extrémité 72 ou 74 respective de la butée 48, les éléments amortisseurs 76 et 78 étant disposés symétriquement de part et d'autre du crochet 40. Avantageusement, les éléments amortisseurs 76 et 78 présentent une structure symétrique par rapport au plan médian P1.Each damping element 76 or 78 is located at a respective end 72 or 74 of the stop 48, the damping elements 76 and 78 being arranged symmetrically on either side of the hook 40. Advantageously, the damping elements 76 and 78 have a symmetrical structure with respect to the median plane P1.

Les amortisseurs 76 et 78 sont configurés pour amortir, par déformation élastique, le mouvement de l'embiellage 45, lorsque l'appareil 2 passe de l'état ouvert à l'état fermé.The dampers 76 and 78 are configured to damp, by elastic deformation, the movement of the crankshaft 45, when the device 2 goes from the open state to the closed state.

Les amortisseurs 76 et 78 sont dans une configuration dite « relâchée » lorsque le mécanisme de commutation 10 est à l'état ouvert, et sont dans une configuration dite « déformée » lorsque mécanisme de commutation 10 est à l'état fermé, des parties de l'embiellage 45 étant en appui sur les amortisseurs 76 et 78.The dampers 76 and 78 are in a so-called "relaxed" configuration when the switching mechanism 10 is in the open state, and are in a so-called "deformed" configuration when the switching mechanism 10 is in the closed state. the crankshaft 45 resting on the shock absorbers 76 and 78.

Sur la figure 3, seul l'amortisseur 78 est visible, tandis que sur la figure 4, seuls la bielle 52 et l'élément amortisseur 78 sont visibles. La description qui suit est faite en relation avec la bielle 52 et l'élément amortisseur 78 seulement, sachant que la bielle 50 et l'élément amortisseur 76 présentent une structure symétrique et fonctionnent de la même façon.On the figure 3 , only the shock absorber 78 is visible, while on the figure 4 , only the connecting rod 52 and the damping element 78 are visible. The following description is made in relation to the connecting rod 52 and the damping element 78 only, knowing that the connecting rod 50 and the damping element 76 have a symmetrical structure and operate in the same way.

L'amortisseur 78, visible sur l'illustration de la figure 3, comprend une portion centrale 79 en forme d'anneau ou de cylindre, dans laquelle est ménagé un orifice 80, l'orifice 80 coopérant avec la butée 48 de manière à maintenir l'élément amortisseur 78 sur la butée 48. L'élément amortisseur 78 présente une portion avant 82 et une portion arrière 84, qui sont solidaires de la portion centrale 79 et s'étendent de part et d'autre de la portion centrale 79, la portion arrière 84 étant plus proche de l'extrémité distale 54 du crochet 40 que la portion avant 82.Shock absorber 78, visible in the illustration of figure 3 , comprises a central portion 79 in the form of a ring or cylinder, in which an orifice 80 is formed, the orifice 80 cooperating with the stop 48 so as to maintain the damping element 78 on the stop 48. The damping element 78 has a front portion 82 and a rear portion 84, which are integral with the central portion 79 and extend on either side of the central portion 79, the rear portion 84 being closer to the distal end 54 of the hook 40 than the front portion 82.

Une lumière de passage 90 est ménagée dans la portion centrale 79 entre les portions avant et arrière 82 et 84, radialement à l'axe X48. La lumière de passage 90 permet le passage de la bielle 52, de manière que lorsque l'appareil de coupure 2 est à l'état fermé, la bielle 52 est en appui direct sur la butée 48. Plus précisément, une surface d'appui principale 85 de la bielle 52 est en appui direct sur la surface externe 70 de la butée 48.A passage opening 90 is formed in the central portion 79 between the front and rear portions 82 and 84, radially to the axis X48. The passage opening 90 allows the passage of the connecting rod 52, so that when the switching device 2 is in the closed state, the connecting rod 52 bears directly on the stop 48. More precisely, a bearing surface main 85 of the connecting rod 52 bears directly on the outer surface 70 of the stop 48.

La lumière de passage 90 permet d'éviter que l'élément amortisseur 78, réalisé ici en matériau élastomère, ne soit cisaillé entre la bielle 52 et la butée 48, ce qui entrainerait une détérioration rapide de l'éléments amortisseur 78.The passage opening 90 makes it possible to prevent the damping element 78, made here of elastomeric material, from being sheared between the connecting rod 52 and the stop 48, which would cause rapid deterioration of the damping elements 78.

Sur la figure 4, l'appareil 2 est représenté dans une configuration intermédiaire entre l'état ouvert et l'état fermé au cours d'un mouvement de fermeture du mécanisme 10. En particulier, le système de liaison 22 n'est pas encore en appui sur la butée 48. Dans la configuration intermédiaire de la figure 4, l'embiellage 45 arrive juste au contact de l'élément amortisseur 78, qui est encore en configuration relâchée. Plus précisément, les portions avant et arrière 82 et 84 sont respectivement au contact de surfaces d'appui secondaires 86 et 88 de la bielle 52, les surfaces d'appui secondaires 86 et 88 étant situées de part et d'autres de la surface d'appui principale 85.On the figure 4 , the device 2 is shown in an intermediate configuration between the open state and the closed state during a closing movement of the mechanism 10. In particular, the connection system 22 is not yet resting on the stop 48. In the intermediate configuration of the figure 4 , the crankshaft 45 just comes into contact with the damping element 78, which is still in the relaxed configuration. More precisely, the front and rear portions 82 and 84 are respectively in contact with secondary bearing surfaces 86 and 88 of the connecting rod 52, the secondary bearing surfaces 86 and 88 being located on either side of the surface d. main support 85.

On définit à des fins d'illustration une direction d'appui moyen F86 de la surface d'appui secondaire 86 sur la portion avant 82, comme étant la direction du mouvement de la surface d'appui secondaire 86 lorsque le contact avec la portion avant 82 survient, c'est-à-dire dans la configuration représentée sur la figure 4. La direction d'appui moyen F86 est représentée par une flèche sur la figure 4, la flèche F86 étant orthonormale à l'axe X56 autour duquel pivote la bielle 52.For illustrative purposes, a mean bearing direction F86 of the secondary bearing surface 86 on the front portion 82 is defined as being the direction of movement of the secondary bearing surface 86 when contact with the front portion 82 occurs, that is to say in the configuration shown in figure 4 . The direction of average support F86 is represented by an arrow on the figure 4 , the arrow F86 being orthonormal to the axis X56 around which the connecting rod 52 pivots.

En particulier, la surface d'appui secondaire 86 est ménagée au bout d'une protubérance 92 de la bielle 52, la protubérance 92 s'étendant en saillie de l'extrémité de la bielle 52 comportant l'axe X68 vers la portion avant 82 de l'amortisseur 78, selon une direction sensiblement orthoradiale à l'axe X56 de rotation de la bielle 52. La protubérance 92 permet que le contact entre la surface d'appui 86 et la portion avant 82 survienne conjointement au contact entre la surface d'appui 88 et la portion arrière 84, de manière à stabiliser l'amortisseur 78 autour de la butée 48.In particular, the secondary bearing surface 86 is formed at the end of a protuberance 92 of the connecting rod 52, the protuberance 92 projecting from the end of the connecting rod 52 comprising the axis X68 towards the front portion 82 of the damper 78, in a direction substantially orthoradial to the axis X56 of rotation of the connecting rod 52. The protuberance 92 allows the contact between the bearing surface 86 and the front portion 82 to occur jointly with the contact between the surface d 'support 88 and the rear portion 84, so as to stabilize the shock absorber 78 around the stop 48.

Dans la configuration intermédiaire représentée sur la figure 4, on comprend que les portions avant et arrière 82 et 84 de l'amortisseur 78 entrent en contact avec les surfaces d'appui secondaires 86 et 88 de l'embiellage 45 avant que la surface d'appui principale 85 de l'embiellage 45 ne soit en appui direct sur la butée 48, ce qui permet aux éléments amortisseurs 76 et 78 d'absorber, par déformation élastique, une partie de l'énergie cinétique de l'embiellage 45 avant le choc sur la butée 48.In the intermediate configuration shown on figure 4 , it is understood that the front and rear portions 82 and 84 of the shock absorber 78 come into contact with the secondary bearing surfaces 86 and 88 of the crankshaft 45 before the main bearing surface 85 of the crankshaft 45 does not or resting directly on the stop 48, which allows the damping elements 76 and 78 to absorb, by elastic deformation, part of the kinetic energy of the crankshaft 45 before the impact on the stop 48.

L'énergie dissipée par amortissement est en général égale au travail de la force de contact entre l'amortisseur 78 et la bielle 52, c'est-à-dire égale à l'intensité de la force de contact multipliée par l'amplitude du déplacement du point de contact entre l'amortisseur 78 et la bielle 52.The energy dissipated by damping is generally equal to the work of the contact force between the damper 78 and the connecting rod 52, that is to say equal to the intensity of the contact force multiplied by the amplitude of the displacement of the point of contact between the damper 78 and the connecting rod 52.

On comprend que l'effet d'amortissement est plus important si le contact de l'amortisseur 78 avec l'embiellage 45 survient le plus tôt possible avant que l'embiellage 45 ne soit en contact direct avec la butée 48. De même, pour une même déformation élastique, un élastomère dur, ou rigide, génère une force supérieure par rapport à un élastomère mou et l'effet d'amortissement est plus important.It is understood that the damping effect is greater if the contact of the shock absorber 78 with the crankshaft 45 occurs as early as possible before the crankshaft 45 is not in direct contact with the stop 48. Likewise, for the same elastic deformation, a hard or rigid elastomer generates a greater force compared to a soft elastomer and the damping effect is greater.

Cependant, si la contrainte interne au sein du matériau élastomère dépasse une certaine limite, le matériau risque d'être détérioré par écrasement. On comprend que plus un matériau élastomère est dur, et plus sa capacité à se déformer élastiquement est réduite.However, if the internal stress within the elastomeric material exceeds a certain limit, the material may be damaged by crushing. It is understood that the harder an elastomeric material, the more its ability to deform elastically is reduced.

Des alvéoles 101, 102 et 103 déformables sont ainsi ménagées au sein de la portion avant 82 de l'amortisseur 78, de manière que l'amortisseur 78 puisse se déformer sur une amplitude spatiale importante tout en étant constitué d'un matériau élastomère relativement dur.Deformable cells 101, 102 and 103 are thus formed within the front portion 82 of the damper 78, so that the damper 78 can be deformed over a large spatial amplitude while being made of a relatively hard elastomer material. .

La dureté des élastomères peut être évaluée par un essai normalisé dit « essai de dureté Shore », dont les résultats sont exprimés sur une échelle dite « Shore A » allant de 0° à 100°. Par « relativement dur », on entend que l'élément amortisseur 78 est ménagé en un matériau élastomère présentant une dureté, mesurée sur l'échelle Shore A, comprise entre 50° et 95°. De préférence, la dureté de l'élastomère est comprise entre 60° et 80°, de préférence encore sensiblement égale à 70°.The hardness of the elastomers can be evaluated by a standardized test called “Shore hardness test”, the results of which are expressed on a scale called “Shore A” ranging from 0 ° to 100 °. The term “relatively hard” is understood to mean that the damping element 78 is made of an elastomeric material exhibiting a hardness, measured on the Shore A scale, of between 50 ° and 95 °. Preferably, the hardness of the elastomer is between 60 ° and 80 °, more preferably still substantially equal to 70 °.

Dans l'exemple illustré, les alvéoles 101 à 103 présentent chacune une forme d'ovale allongé, chacun des ovales étant disposé dans sa longueur perpendiculairement à la direction d'appui moyen F86 de la bielle 52.In the example illustrated, the cells 101 to 103 each have the shape of an elongated oval, each of the ovals being arranged along its length perpendicular to the direction of average bearing F86 of the connecting rod 52.

De façon analogue, une alvéole 104, qui présente ici une section circulaire, est ménagée au sein de la portion arrière 84 des éléments amortisseurs 76 et 78.Similarly, a cell 104, which here has a circular section, is formed within the rear portion 84 of the damping elements 76 and 78.

Lorsque l'amortisseur 78 est en configuration relâchée, les alvéoles 101 à 104 sont ouvertes, c'est-à-dire que des surfaces internes de chacune des alvéoles 101 à 104, situées en regard l'une de l'autre suivant la direction d'appui moyen F86, ne se touchent pas, tandis que lorsque l'appareil de coupure 2 est à l'état fermé, les alvéoles 101 à 104 sont closes, c'est-à-dire que les surfaces internes de chaque alvéole 101 à 104 sont en contact l'une sur l'autre.When the damper 78 is in the relaxed configuration, the cells 101 to 104 are open, that is to say that the internal surfaces of each of the cells 101 to 104, located opposite one another in the direction medium support F86, do not touch, while when the breaking device 2 is in the closed state, the cells 101 to 104 are closed, that is to say that the internal surfaces of each cell 101 to 104 are in contact with each other.

Ainsi, la combinaison d'un matériau élastomère relativement dur, avec des alvéoles 101 à 104 ménagées dans les éléments amortisseurs 76 et 78, permet de générer une force d'amortissement supérieure et sur une amplitude spatiale plus longue par rapport à des éléments amortisseurs 76 ou 78 sans alvéole. Sur la figure 4, on définit une dimension D1 comme étant la dimension de l'alvéole 101, mesurée parallèlement à la direction d'appui moyen F86, lorsque l'amortisseur 78 est en configuration relâchée. De façon analogue, on définit la dimension D2 associée à l'alvéole 102 et la dimension D3 associée à l'alvéole 103.Thus, the combination of a relatively hard elastomeric material, with cells 101 to 104 formed in the damping elements 76 and 78, makes it possible to generate a greater damping force and over a longer spatial amplitude compared to damping elements 76 or 78 without alveolus. On the figure 4 , a dimension D1 is defined as being the dimension of the cell 101, measured parallel to the direction of average bearing F86, when the damper 78 is in the relaxed configuration. Similarly, the dimension D2 associated with the cell 102 and the dimension D3 associated with the cell 103 are defined.

On définit aussi une dimension D82 de la portion avant 82 comme étant la dimension de la portion avant 82, mesurée parallèlement à la direction d'appui moyen F86, lorsque l'amortisseur 78 est en configuration relâchée. Les alvéoles 101 à 103 de la portion avant 82 représentent une épaisseur totale, égale à la somme des dimensions D1, D2 et D3, comprise entre 30% et 70% de la dimension D82 de la portion avant 82. De préférence, l'épaisseur totale des alvéoles 101, 102 et 103 est comprise entre 40% et 60% de la dimension D82 de la portion avant 82 de l'élément amortisseur 78.A dimension D82 of the front portion 82 is also defined as being the dimension of the front portion 82, measured parallel to the mean bearing direction F86, when the damper 78 is in the relaxed configuration. The cells 101 to 103 of the front portion 82 represent a total thickness, equal to the sum of the dimensions D1, D2 and D3, between 30% and 70% of the dimension D82 of the front portion 82. Preferably, the thickness total of the cells 101, 102 and 103 is between 40% and 60% of the dimension D82 of the front portion 82 of the damping element 78.

Bien entendu, le nombre et les formes des alvéoles 101 à 104 ne sont pas limitatifs, et des alvéoles présentant d'autres formes que les alvéoles 101 à 104 peuvent être ménagées dans l'amortisseur 78, tant que des effets similaires en termes d'amortissement et de durabilité sont obtenus.Of course, the number and shapes of the cells 101 to 104 are not limiting, and cells having shapes other than the cells 101 to 104 can be provided in the damper 78, as long as similar effects in terms of cushioning and durability are obtained.

L'appareil de coupure 2 comprend, en outre, deux entretoises 106 et 108, qui sont situées de part et d'autre du crochet 40 symétriquement par rapport au plan médian P1. Les entretoises 106 et 108 présentent avantageusement une structure symétrique par rapport au plan médian P1.The switching device 2 further comprises two spacers 106 and 108, which are located on either side of the hook 40 symmetrically with respect to the median plane P1. The spacers 106 and 108 advantageously have a symmetrical structure with respect to the median plane P1.

Chacune des entretoises 106 et 108 est située au niveau d'un élément amortisseur 76 ou 78 respectif, et présente un logement 109 et une face de soutien 110.Each of the spacers 106 and 108 is located at a respective damping element 76 or 78, and has a housing 109 and a support face 110.

Les entretoises 106 et 108 coopèrent d'une part avec un arbre passant par l'orifice 46 et, d'autre part, le logement 109 coopère avec l'une des extrémités 72 ou 74 de la butée 48, de manière à solidariser les entretoises 106 et 108 avec le crochet 40.The spacers 106 and 108 cooperate on the one hand with a shaft passing through the orifice 46 and, on the other hand, the housing 109 cooperates with one of the ends 72 or 74 of the stop 48, so as to secure the spacers 106 and 108 with hook 40.

Dans l'exemple illustré, la face de soutien 110 présente, en section dans le plan médian P1, une forme de L qui coopère par complémentarité de forme avec une face inférieure 112 des éléments amortisseurs 76 ou 78. Les faces inférieures 112 de chacun des éléments amortisseurs 76 ou 78 sont situées à l'opposé des portions avant et arrière 82 et 84 selon la direction d'appui F86 de l'embiellage 45, de manière que, en configuration déformée des éléments amortisseurs 76 et 78, les éléments amortisseurs 76 et 78 sont principalement déformés en compression. La face de soutien 110 permet aussi d'empêcher les mouvements de rotation des amortisseurs 76 et 78 autour de l'axe X48 de la butée 48.In the example illustrated, the support face 110 has, in section in the median plane P1, an L-shape which cooperates by complementary of shape with a lower face 112 of the damping elements 76 or 78. The lower faces 112 of each of the damping elements 76 or 78 are located opposite the front and rear portions 82 and 84 according to the bearing direction F86 of the crankshaft 45, so that, in the deformed configuration of the damping elements 76 and 78, the damping elements 76 and 78 are mainly deformed in compression. The support face 110 also makes it possible to prevent rotational movements of the dampers 76 and 78 around the axis X48 of the stop 48.

Pour chacun des éléments amortisseurs 76 et 78, la face inférieure 112 est alignée, selon la direction d'appui moyen F86 avec une première partie des portions avant 82, situées à proximité de la lumière de passage 90. Une deuxième partie des portions avant 82, éloignée de la lumière de passage 90, n'est pas alignée avec la face inférieure 112 suivant la direction d'appui moyen F86. Autrement dit, les portions avant 82 dépassent partiellement les faces de soutiens 112. Lorsque l'appareil de coupure 2 est à l'état fermé, la portion avant 82 de chaque élément amortisseur 76 ou 78 comprend ainsi une zone de déformation en tension, qui contribue davantage à amortir l'embiellage 45 sur une plus grande amplitude spatiale lorsque l'appareil de coupure 2 passe de l'état ouvert à l'état fermé.For each of the damping elements 76 and 78, the lower face 112 is aligned, according to the direction of average bearing F86 with a first part of the front portions 82, located near the passage opening 90. A second part of the front portions 82 , remote from the passage opening 90, is not aligned with the lower face 112 in the direction of average bearing F86. In other words, the front portions 82 partially protrude from the support faces 112. When the switching device 2 is in the closed state, the front portion 82 of each damping element 76 or 78 thus comprises a zone of tension deformation, which contributes more to damping the crankshaft 45 on a more large spatial amplitude when the switching device 2 goes from the open state to the closed state.

Bien entendu, la face de soutien 110 peut présenter d'autres formes que la forme en L illustrée sur les figures, tant que la face de soutien 110 permet le soutien des amortisseurs 76 et 78, tout en permettant aux amortisseurs 76 et 78 de se déformer sur une plus grande amplitude spatiale.Of course, the support face 110 may have other shapes than the L-shape illustrated in the figures, as long as the support face 110 allows the support of the shock absorbers 76 and 78, while allowing the shock absorbers 76 and 78 to be supported. deform over a greater spatial amplitude.

Le mode de réalisation et les variantes mentionnés ci-dessus peuvent être combinés entre eux pour générer de nouveaux modes de réalisation de l'invention.The embodiment and the variants mentioned above can be combined with one another to generate new embodiments of the invention.

Claims (12)

Appareil de coupure (2) d'un courant électrique, l'appareil comportant des contacts électriques fixe (4) et mobile (8) séparables et un mécanisme (10) apte à commuter les contacts entre un état fermé et un état ouvert, le mécanisme comportant : - un arbre de commutation (20) couplé au contact électrique mobile (8) ; - un crochet de déclenchement (40) monté pivotant sur un support fixe du mécanisme et comprenant un alésage dans lequel est logée une butée (48), - un système de liaison (22) couplant l'arbre de commutation (20) au crochet de déclenchement, le système de liaison comportant un embiellage (45) articulé, qui est lié en rotation par rapport au crochet de déclenchement (40) et qui comprend une surface d'appui principale (85), qui est en appui sur la butée (48) lorsque le mécanisme de commutation est à l'état fermé, caractérisé en ce que la butée (48) est configurée pour se déformer élastiquement lorsque le mécanisme de commutation passe de l'état ouvert à l'état fermé et que l'embiellage exerce un effort sur la butée, de manière à amortir le choc de l'embiellage sur la butée.Switching device (2) of an electric current, the device comprising fixed (4) and movable (8) separable electrical contacts and a mechanism (10) capable of switching the contacts between a closed state and an open state, the mechanism comprising: - a switching shaft (20) coupled to the movable electrical contact (8); - a trigger hook (40) pivotally mounted on a fixed support of the mechanism and comprising a bore in which a stop (48) is housed, - a linkage system (22) coupling the switching shaft (20) to the trigger hook, the link system comprising an articulated linkage (45) which is connected in rotation with respect to the trigger hook (40) and which comprises a main bearing surface (85), which bears on the stop (48) when the switching mechanism is in the closed state, characterized in that the stopper (48) is configured to deform elastically when the switching mechanism goes from the open state to the closed state and the crankshaft exerts a force on the stopper, so as to absorb the shock of the crankshaft on the stop. Appareil de coupure (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la butée (48) est réalisée en acier à haute élasticité.Switching device (2) according to the preceding claim, characterized in that the stop (48) is made of high elasticity steel. Appareil de coupure (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la butée (48) comprend une goupille spiralée.Switching device (2) according to the preceding claim, characterized in that the stop (48) comprises a spiral pin. Appareil de coupure (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée (48) est maintenue dans l'alésage du crochet de déclenchement (40) par retour élastique de la butée.Switching device (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the stop (48) is held in the bore of the release hook (40) by elastic return of the stop. Appareil de coupure (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil de coupure comprend des éléments amortisseurs (76, 78) déformables élastiquement, les éléments amortisseurs étant dans une configuration relâchée lorsque le mécanisme de commutation (10) est à l'état ouvert, tandis que, lorsque le mécanisme de commutation est à l'état fermé, des surfaces d'appui secondaires (86, 88) de l'embiellage (45) sont en appui sur des portions d'appui (82, 84) respectives des éléments amortisseurs et les éléments amortisseurs sont dans une configuration déformée.Switching device (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the switching device comprises resiliently deformable damping elements (76, 78), the damping elements being in a relaxed configuration when the switching mechanism ( 10) is in the open state, while, when the switching mechanism is in the closed state, secondary bearing surfaces (86, 88) of the crankshaft (45) are supported on portions of respective support (82, 84) of the damping elements and the damping elements are in a deformed configuration. Appareil de coupure (2) d'un courant électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments amortisseurs (76, 78) sont chacun situés au niveau d'une extrémité (72, 74) respective de la butée (48) et comprennent chacun un orifice (80) de maintien sur la butée, chaque élément amortisseur comprenant aussi une lumière de passage (90), de manière qu'à l'état fermé de l'appareil de coupure (2), la surface d'appui principale (85) de l'embiellage est en appui direct sur la butée.Switching device (2) of an electric current according to the preceding claim, characterized in that the damping elements (76, 78) are each located at a respective end (72, 74) of the stop (48) and include each an orifice (80) for holding on the stopper, each damping element also comprising a passage opening (90), so that in the closed state of the switching device (2), the main bearing surface (85) of the crankshaft rests directly on the stop. Appareil de coupure (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque élément amortisseur comprend une portion avant (82) et une portion arrière (84), les portions avant et arrière étant situées de part et d'autre de la lumière de passage (90) et étant configurées pour, lorsque le mécanisme de déclenchement (10) passe de l'état ouvert à l'état fermé, entrer en contact avec les surfaces d'appui secondaires (86, 88) de l'embiellage (45) avant que la surface d'appui principale (85) de l'embiellage ne soit en appui direct sur la butée (48).Switching device (2) according to the preceding claim, characterized in that each damping element comprises a front portion (82) and a rear portion (84), the front and rear portions being situated on either side of the lumen of passage (90) and being configured to, when the trigger mechanism (10) changes from the open state to the closed state, contact the secondary bearing surfaces (86, 88) of the crankshaft (45 ) before the main bearing surface (85) of the crankshaft is in direct contact with the stop (48). Appareil de coupure (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments amortisseurs (76, 78) comprennent des alvéoles (101, 102, 103) déformables ménagées au sein de la portion avant (82), les alvéoles étant ouvertes lorsque les éléments amortisseurs (76, 78) sont en configuration relâchée, tandis que lorsque l'appareil de coupure (2) est à l'état fermé, les alvéoles sont closes.Switching device (2) according to the preceding claim, characterized in that the damping elements (76, 78) comprise deformable cells (101, 102, 103) formed within the front portion (82), the cells being open when the damping elements (76, 78) are in the relaxed configuration, while when the switching device (2) is in the closed state, the cells are closed. Appareil de coupure (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments amortisseurs (76, 78) sont configurés de telle sorte que les alvéoles (101, 102, 103) de la portion avant (82) présentent chacune une épaisseur (D1, D2, D3) respective mesurée parallèlement à une direction d'appui moyen (F86), la somme des épaisseurs étant comprise entre 30% et 70% d'une dimension (D82) de la portion avant (82) mesurée parallèlement à la direction d'appui moyen, de préférence comprise entre 40% et 60%, la direction d'appui moyen (F86) étant définie par la direction de la force de contact entre l'embiellage (45) et la portion avant (82) alors que l'appareil de coupure passe de l'état ouvert à l'état fermé.Switching device (2) according to the preceding claim, characterized in that the damping elements (76, 78) are configured such that the cells (101, 102, 103) of the front portion (82) each have a thickness ( D1, D2, D3) respectively measured parallel to an average bearing direction (F86), the sum of the thicknesses being between 30% and 70% of a dimension (D82) of the front portion (82) measured parallel to the mean bearing direction, preferably between 40% and 60%, the mean bearing direction (F86) being defined by the direction of the contact force between the crankshaft (45) and the front portion (82) then that the switchgear goes from the open state to the closed state. Appareil de coupure (2) selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les éléments amortisseurs (76, 78) sont réalisés en un matériau élastomère présentant une dureté Shore A comprise entre 50° et 90°, de préférence comprise entre 60° et 80°, de préférence encore sensiblement égale à 70°.Switching device (2) according to any one of claims 5 to 9, characterized in that the damping elements (76, 78) are made of an elastomeric material having a Shore A hardness of between 50 ° and 90 °, preferably between 60 ° and 80 °, more preferably still substantially equal to 70 °. Appareil de coupure (2) selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le mécanisme de commutation (10) comprend deux entretoises (106, 108), qui sont solidaires du crochet de déclenchement (40) et sont chacune situées au niveau d'un élément amortisseur (76, 78) respectif, chaque entretoise présentant des faces de soutien (110) configurées pour coopérer par complémentarité de forme avec des faces inférieures (112) des éléments amortisseurs, les faces inférieures étant situées à l'opposé des portions avant et arrière (82, 84) selon la direction d'appui moyen (F86) de l'embiellage (45), de manière que, en configuration déformée, les éléments amortisseurs sont déformés en compression.Switching device (2) according to any one of claims 5 to 10, characterized in that the switching mechanism (10) comprises two spacers (106, 108), which are integral with the trigger hook (40) and are each located at the level of a respective damping element (76, 78), each spacer having support faces (110) configured to cooperate in complementary form with the lower faces (112) of the damping elements, the lower faces being located at the 'opposite of the front and rear (82, 84) in the direction of average support (F86) of the crankshaft (45), so that, in the deformed configuration, the damping elements are deformed in compression. Appareil de coupure (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les portions avant (82) des éléments amortisseurs (76, 78) dépassent partiellement des faces de soutien (110), de manière que lorsque l'appareil de coupure est à l'état fermé, la portion avant (82) de chaque élément amortisseur comprend aussi une zone de déformation en tension.Switching device (2) according to the preceding claim, characterized in that the front portions (82) of the damping elements (76, 78) partially protrude from the support faces (110), so that when the switching device is at the closed state, the front portion (82) of each damper element also comprises a zone of tension deformation.
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