Brevet FR2234518A1 — publié le 19750117

I1 est depuis longtemps de pratique courante en conformité avec les règlements administratifs de sécurité, d'équiper les salles fréquentées par le public (théâtres3 cinémas, musées, salles de conférences, etc ) ainsi que les chemins de rondes et de contrôles avec des circuits d'éclairage de secours par batteries; ces circuits sont dits " permanents " lorsqu'ils sont associés avec des circuits d'éclairage secteur par lampes à incandescence, de telle manière qu'en cas de coupure ou de défaillance du secteur, l'éclairage de secours s'allume automatiquement et immédiatement; ils sont dits " non permanents " lorsqu'ils sont indépendants; bien que branchés également sur le secteur chargé, ainsi que dans les circuits permanents, de maintenir les batteries à leur tension normale. Il a été proposé diverses solutions pour réaliser de tels circuits en général tour les circuits permanents une ou plusieurs lampes d'éclairage sur secteur sont couplées avec une ou plusieurs lampes de secours dans un même boîtier contenant le transformateur et l'appareillage électronique nécessaires au fonctionnement dans les conditions prévues ci-dessus. Les boîtiers connus présentent divers inconvénients: ils sontdémontables pour etre fixés sur un support, en sorte qu'ils risquent d'etre détériorés par les installateurs, soit mécaniquement, soit électriquement par court-circuit ou inversion de polarité; en outre il est nécessaire de prévoir différents modèles adaptés respectivement aux circuits permanents et non permanents, ainsi qu'à des puissances lumineuses différentes. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients, ctest-à-dire de réaliser des boitiers compacts tout équipés au moment de leur fixation sur support, un même boîtier pouvant convenir aux circuits permanents et non permanents, meme de puissances lumineuses différentes, à part des changements limités d'organes ou d'accessoires. Elle a pour objet un bloc automome d'éclairage de sécurité à lampes à incandescence notamment par lampes alimentées par le secteur avec lampes de secours alimentées par batteries caractérisé en ce qu'il est constitué par une enceinte scellée par la fixation d'un couvercle ou réflecteur sur une plaque de fond cette enceinte contenant une platine de circuit imprimé recevant les composants et accessoires du circuit électronique de secours, un transformateur et des batteries pour l'alimentation de ce circuit, les dites batteries étant contenues dans un logement spécial as saurant leur isolation thermique, le réflecteur supportant les lampes secteur et secours étant percé d'ouvertures obturables ou non par des trappes pour le raccordement des conducteurs du secteur et éventuellement de la télécommande, l'introduction d'une clé de mise au repos et-les remplacements de batteries, de composants et d'accessoires, le bloc étant en outre traversé de part en part par des cheminées pour la fixation sur son support. La structure et l'utilisation d'un tel bloc autonome d'éclairate seront bien compris par l'exposé qui va suivre se référant au dessin ci-annexé montrant un exemple non limitatif de réalisation de l'invention. Sur ce dessin, La figure 1 est une vue en perspective du bloc, la plaque de fond et le réflecteur ainsi que son diffuseur étant supposés séparés La figure 2 est une vue par en dessous du réflecteur. La figure 3 est une vue par en dessus de la plaque de fond. La figure 4 est un schéma de circuit de sécurité du type permanent pour platine de circuit imprimé d'un bloc selon l'invention. La figure 5 est ce même schéma modifié en type non permanent. La figure 6 est le schéma des circuits dans une armoire télé commande pour la mise au repos d'un groupe de blocs autonomes selon l'invention. Avant de passer à la description du bloc selon l'invention, il convient de rappeler la signification de quelques expressionsusuelles pour les circuits d'éclairage de sécurité. On dit qu'un tel circuit est en état de veille, lorsque le circuit d'eclairage sur le secteur fonctionne normalement : les lampes de cet éclairage sont allumées, tandis que les lampes de secours sont éteintes; le circuit de sécurité n'intervient que s'il vient à se produire une coupure sur le secteur ou une baisse anormale de la tension de ce secteur. C'est dans l'un de ces deux cas que le circuit de secours passe en état de fonctionnement; les lampessur le secteur sont éteintes ou donnent une faible lueur et les lampes de secours sont allumées. Enfin le circuit de sécurité peut prendre un troisième état qui est l'état de'repos : celui-ci est obtenu en actionnant une clé de contact du circuit ou bien à distance par une impulsion de té lé- commande; les lampes de secours s'éteignent. Lorsque le courant secteur est rétabli, le circuit de sécurité repasse à l'état de veille Comme représenté par les figures 1 à 3, le bloc selon l'invention est essentiellement constitué d'une plaque de fond 10 de forme rectangulaire allongée et d!un réflecteur 11 ou couvercle en forme~de cuvette rectangulaire profond sur ce réflecteur vient en outre s'emboîter un diffuseur 12 à l'intérieur duquel se trouvent les lampes d'éclairage, secteur et secours, fixées sur le réflecteur ainsi que cela sera expliqué plus loin. La plaque de fond est munie sur ses bords longitudinaux de petites traversées tubulaires 73 qui permettent de sceller cette plaque au réflecteur au moyen de vis venant s'engager dans des montants tubulaires 14 répartis le long des parois longitudinales du réflecteur intérieurement à celui-ci, de manière à constituer un boîtier fermé après serrage des vis; on voit ces montants sur la figure 2 ainsi que leurs traces d'extrémités sur la figure 1, et on a supposé qu'il y avait quatre points de fixation de chaque coté du bloc.Après serrage, une nervure 20 périphérique à la plaque de fond assure l'étanchéité entre plaque et réflecteur, intérieurement à celui-ci Sur la plaque de fond à l'extrémité de celle-ci libre de la nervure 20, est moulé un coffret parallèlépipédique droit 15 servans de logement aux batteries de secours, par exemple deux accumulateurs alcalins étanches connus sous le nom de Voltabloc, ce coffret est ouvert du coté du bord de la plaque de fond-et la partie correspondante du réflecteur est fermée par une porte pivotante 16 que l'on voit sur la figure 1. On peut donc accéder aisément à-l'intérieur de ce coffret. Sur cette meme plaque de fond, au delà du coffret des batteries, sont rapportées au moulage deux tiges identiques 17 perpendiculai- res à la plaque et surmontées par deux tétons 18 destinés à accueillir une platine de circuit imprimé -dont le positionnement exact est complété par deux petites butées 19 situées sur le toit du coffret 15;; sur la figure 3, on a tracé en pointillé le pour tour rectangulaire 21 de cette platine Vers l'autre extrémité de la plaque de fond sont prévues des nervures 22 pour le positionnement d'un transformateur branché sur le secteur et assurant la charge des batteries après redressement du courant Ce transformateur, après fèrmeture du bloc, se trouve encastré entre ces nervures et d'autres nervures 23 opposées pré yues dans le fondu réflecteur (fig. 2). Sur les figures 1 et 2, on aperçoit sur le réflecteur, dans le plan longitudinal médian de celui-ci, les douilles 24 des lampes d'éclairage secteur et celles 25 des lampes de secours. lorsque le bloc est fermé, il peut être fixé sur un support quelconque (mur, cloison, plafond, etc.) au moyen de pièces filetées insérées dans des cheminés 26 et 27 de section ovalisée tra- versant le bloc de part en part et prévues dans le plan longitudinal médian dè celui-ci0 La cheminée 26 traverse le bloc devant le transformateur et la cheminée 27 passe au travers du coffret 15 entre les batteries; sur les figures 1 et 3, on aperçoit sur la plaque de fond l'ouverture 28 correspondant à la cheminée 26, et les ouvertures 29 et 30 correspondant à la cheminée 27 au niveau du coffret; un certain jeu est prévu entre cette cheminée et l'ouverture supérieure 29 pour la ventilation du coffret. On doit noter également les ouvertures suivantes sur le réflecteur : sur le c8té du fond et sensiblement vers le milieu du réflecteur, une large ouverture rectangulaire 31 avec une trappe de fermeture 32, qui permet d'accéder à un bornier non représenté; cette ouverture 31 est aménagée (par exemple avec de petites cloi-sons internes non représentées) de manière à assurer la protection de la platine de circuit imprimé et des composants électroniques contre toute détérioration accidentelle. latéralement Sur le fond du réflecteur et au-dessus du coffret des batteries est ménagée une petite ouverture ovale 94 pour l'introduction d'une clé pour l'actionnement d'un contact de mise -au repos du bloc Cette ouverture débouche devant des nervures transversales 35 servant à guider la clé pour une bonne présentation au niveau du contact de mise au repos. Un petit orifice 36 prévu sur le toit du coffret 15 devant l'ouverture 29 sert au passage des conducteurs reliant les batteries au circuit imprimé. Finalement les parois du réflecteur à la naissance du fond de celui-ci-sont bordées extérieurement par une nervure périphérique 37 sur laquelle vient s'emboîter le diffuseur 12 en se verrouillant par de petits ergots 38 dans des oeillets 39 de la nervure. l'arrivée secteur dans la boite peut se faire par une'ouverture 40 ménagez dans la plaque de fond 10 devant le coffret des batteries; le bornier pour les arrivées secteur et télécommande est incorporé à la platine du circuit imprimé, ce bornier étant facilement accessible par l'ouverture 31 comme indiqué ci-dessus. La platine 21 comporte un circuit imprimé établi de manière à fonctionner en régime permanent ou non permanent et sous des puissances différentes selon le nombre de lampes de secours 30 et 60 LM par exemple; le tracé en permanent est le même Quelle Que soit la puissance, et le tracé non permanent également; le passage pour une même puissance du régime permanent ou non permanent ne nécessite que quelques légères modifications sur le circuit imprimé (fig. 4 et 5 pour 30 LM), et d'une manière générale pour obtenir l'une ou l'autre des quatre combinaiso-s ci-dessus, il n'y a lieu que de changer, d'ajouter ou de supprimer un petit nombre de composants ou d'accessoires. La figure 4 dorme le schéma en circuit permanent et la figure 5 le schéma modifié pour le non permanent; dans les deux figures, on retrouve le même circuit de charge des batteries et sensiblement le même circuit d'allumage des lampes de secours; seule la présence pu l'absence des lampes d'éclairage normal sur secteur entraine quelques différences dans les schémas. La structure du circuit permanent de la figure 4 est la suivante L1 et L2 désignent deux lampes d'éclairage de secours montées en parallèle; L3 et L4 sont les deux lampes d'éclairage sur secteur montees en série. C'est le relais RL1 qui, lorsqu'il est excité, commande l'allumage des lampes de secours L1 et L2 par les batteries B, le fonctionnement de ce relais étant contrôlé par une bascule de des transistors T1 22 avec résistances R2 R3 R4 R5 R6 R?, condensateur C3, et diode Zener Z; cette diode est chargée de déterminer de façon précise la tension de basculement (passage de l'état de veille à l'état de fonctionnement), de telle sorte que cette dernière sot comprise dans la valeur définie par la norme, c'est-à-dire suffisamment inférieure à celle d'un essai à 10% en dessous de la tension nominale fin de limiter la consommation de l'ensemble électronique à son niveau le plus bas. Pendant l'état de veille, les batteries disposent ainsi avec certitude de l'éner- gie nécessaire à leur recharge. L'allumage par le secteur des deux lampes L3 et L4 en série est commandé par un relais RL2 avec enroulement d'excitation et condensateur C5. Le circuit de charge des batteries B par le secteur (220v) passe par un fusible F, le transformateur TR du bloc, un pont de diodes D1, une résistance R1, en parallèle avec l'enroulement d'excitation du r-lais RL2,et les lampes de secours. Le schéma est complété par un circuit accessoire dont le rôle est de faire passer le bloc à l'état de repos en agissant sur la bascule, il comprend essentiellement le contact K, un condensateur C4 et une résistance R8 en parallèle; le contact K peut être actionné soit par enfoncement d'une clef dans l'alvéole 34, soit par impulsion de tension (2,4 v) transmise par télécommande aux bornes positive et négative TC. La diode D4 protège le bloc contre une inversion des fils de télécommande par erreur de branchement, et la résistance R9 évite une mise prématurée à l'état de repos par un court-circuit accidentel dû notamment à la chaleur. La diode D2 ne joue un rôle actif qu'en régime non permanent, comme on le verra plus loin (fig. 5). le cycle de fonctionnement en régime permanent suivant la figure 4 se déroule comme suit I1 est supposé que l'on part de l'état de veille, c'est-à-dire que le bloc est sous tension normale du secteur, les deux lampes L3 et 1 sont seules allumées par fermeture du contact de travail 4 du relais RL2; les batteries B sont en charge. Dans le cas où les lampes de secours li et L2 seraient hors d'usage, les lampes d'éclairage secteur s'éteindraient, ce qui révélerait cette anomalie. Le bloc étant en état de veille, lampes L3 et L4 allumées, le passage à l'état de -fonctionnement a lieu comme suit Il y a soit baisse anormale de la tension du secteur, soit coupure de cette tension; les deux lampes L3 et L4 s'éteignent par désexcitation du relais RL2; les deux transistors T1 et T2 sont saturés et le relais Plî est excité, ce qui ferme son contact de travail les deux lampes de secours- lj et L2 s'allument. Les résistances R R R et R6 sont choisies de manière que ei la tension d'une batterie B descend au-dessous d'un minima (1,6 à 1,7 v), la bascule se décroche et le-relåis Rlî Se coupe. Les batteries sont ainsi protégées contre une décharge à forte intensité, Par si l'une était complètement déchargée, il y aurait risque de recharge à. l'envers avec détérioration rapide de cette batterie. Si en. cours de fonctionnement, on vient à enfoncer la clef-dans l'alvéole 34, le contact K se ferme, le condensateur C se déchar 4 ge rapidement et bloque le transistor T1 , puis le transistor T20 La bascule est à l'état bloqué et y reste, un cournt très faible circulant dans les résistances R2 R3 R6 et R7 les lampes L1 et L2 s'éteignent par coupure de l'excitation du relais RL1. Le bloc est à l'état de repos. Le même résultat peut être atteint par télécommande, une impulsion de tension de 2,4 v étant envoyée aux bornes TO. Dans le cas de la clef, si celle-ci reste dans l'alvéole, le condensateur C4 permet au bloc de repasser en état de fonctionnement pour réactionner la mise au repos, il est alors nécessaire de retirer la. clef, d'attendre quelques secondes pour la décharge de O4, puis de réenfoncer la clef la résistance R8 aide le condensateur à se décharger rapidement. Lorsque le courant du secteur est rétabli ou revient à sa,valeur normale, le bloc repasse à l'état de veille. La structure et le fonctionnement du circuit en régime non permanent de la figure 5 diffèrent essentiellement du régime permanent par les points suivants Bue circuit des lampes d'éclairage secteur est indépendant de celui des blocs; dans chacun de ceux-ci, le circuit des lampes L3 et L4 et du relais RL2 est remplacé par un condensateur C1 dont la charge sous tension négative est assurée par la diode D au 2 cours-de l'état de veille; cette tension assure la saturation du transistor T1 par la résistance R3 et le blocage du transistor T2 par la résistance R7. Un voyant V monté en parallèle avec la résistance R1 doit être allumé; s'il était éteint, c'est que les lampes L1 et L2 (non allumées) seraient hors d'usage. Le passage normal de l'état de veille à l'état de fonctionnement a lieu comme suit : En cas de baisse de tension du secteur, celle se trouvant aux bornes de C1 devient insuffisante pour assurer le blocage de 22; celui-ci conduit et fait coller le relais RD1 qui produit l'ali- mentation des lampes L1 et B2 par les batteries B. En cas de coupure brusque dela tension secteur, C1 se décharge progressivement et T2 commence à conduire avant sa décharge complète; ensuite la résistance R4 assure la saturation de T1, lorsque C1 est complètement déchargé. Le transistor T2 maintient sa conduction, excite le relais RL1, ce qui entrain l'alimentation des ampoules L1 et 12. le maintien dans cet état est assuré par T1 qui est le complément de T2 dans la bascule. Le passage à l'état de repos a lieu dans les mêmes conditions que précédemment, par clef ou télécommande. Dans une installation d'ensemble, les bornes TC de tous lès blocs de sécurité sont montés en parallèle sur les fils transmettant les impulsions de tension (2 v 4) à partir d'une armoire de télécommande 41 montée sur le secteur, comme le montre la figure 6; l'équipement de cette armoire comporte un fusible F', un transformateur T'R' (220v/12 v), une diode D', une résistance R' (100 ) avec voyant 12 (12 v) en parallèle, une batterie 3' (deux accumu- lateurs alcalins de chacun 1 v 2) et un poussoir K' de commande des impulsions. Une telle armoire est utilisée pour télécommander la mise au repos de dix blocs au maximum sur les bornes T1, C1, T2 C2 ...... Tn Cn. Lors du montage, il convient de respecter soigneusement aux blocs et à l'armoire les polarités positive et négative des deux fils de la télécommande. il y a lieu de noter que dans us bloc de sécurité selon l'in- vention, la consommation pour la mise au repos est très faible, de l'ordre de 2 mi, et celle pour l'entretien de l'étant de repos de 0,2 à 0,3 mA, alors que la norme prévoit un maximum de 6 mA pour le type 30 Limens et 10 mA pour le type 60 Limens. Chaque bloc, en dehors des pièces électriques, est entièrement en matière plastique mécaniquement résistante et le coffret spécial accueillant les batteries assure leur isolation thermique. On sait en effet que les accumulateurs alcalins étanches cadmium-nickel, connus sous le nom de Voltablocs, nécessitent pour leur rendement et leur longévité de fonctionner entre -20 et +40 C. Un bloc autonome selon l'invention assure convenablement la protection thermique des accumulateurs par la paroi du réflecteur, suivie d'un matelas d'air, de la paroi du coffret 15 et d'un autre matelas fd'air. Les avantages essentiels d'un bloc dé sécurité selon l'inven- tion découlent de sa conception même; toutes les interventions de l'installateur ou de l'utilisateur portant sur - la pose d'un tel bloc - son raccordement au secteur et éventuellement à l'armoire de télécommande - le remplacement du fusible t - le remplacement des batteries - - la mise au repos par-la clé - le remplacement des ampoules secteur et de secours, peuvent être faites sans qu'en aucun cas ils puissent avoir accès volontairement ou non à la platine du circuit imprimé et à ses com- posants électroniques. REVENDICATIONS 1 - Bloc autonome d'éclairage de sécurité à lampes à incandescence, notamment par lampes alimentées par le secteur avec lampes de secours alimentées par batteries caractérisé en ce qu'il est constitué par une enceinte scellée par la fixation d'un couvercle ou réflecteur sur une plaque de fond, cette enceinte contenant une platine de circuit imprimé recevant les composants et accessoires du circuit électronique de secours, un transformateur et des batteries pour l'alimentation de ce circuit, les dites batteries étant contenues dans un logement spécial assurant leur isolation thermique, le réflecteur supportant les lampes de secours et éventuellement les lampes secteur étant percé d'ouvertures obturables ou non par des trappes pour le raccordement des conducteurs, du secteur et éventuellement de la télécommande, l'introduction d'une clef de mise au repos et les remplacements de batteries, le bloc étant en outre traversé de part en part par des cheminées pour la fixation sur son support. 2 - Bloc suivant la revendication i caractérisé en ce qu'il est de forme parallèlépipédique droit rlUlongé et est recouvert par un diffuseur s'emboît:nt sur le monolithe plaque de fond-ré réflecteur. 3 - Bloc suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le transformateur est situé vers une extrémité du bloc, le coffret de batteries vers l'autre extrémité, et la platine de circuit imprimé pour le controle électronique des lampes de secours est interposée entre les deux. 4 - Bloc suivant 1-a revendication 3 caractérisé en ce que l'ou- verture d'accès au bornier de raccordement est disposée et amén - gée de manière à empêcher toute détérioration accidentelle du circuit imprimé et de ses composants. 5 - Bloc suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le circuit imprimé est établi de manière à assurer l'utilisation d'un seul et meAme modèle de bloc pour le régime permanent ou non permanent, et pour des puissances différentes en Limens. 6 - Bloc suivant la revendicaticn 5 caractérisé en ce que le contrôle électronique du circuit de secours est assuré par une bascule à deux transistors et un relais d'allumage des lasses montes à la sorte d'un pont -e diodes alimenté par le transformateur. caractérisé 7 - Bloc suivant la revendication 6/en ce qu'il contient des lampes secteur dont l'allumage est commandé par un relais monté également à la sortie du pont de diodes. 8 - Bloc suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que sa mise au repos est obtenue essentiellement par introduction d'un condensateur supplémentaire dans le circuit électronique par fermeture d'un contact. 9 - Bloc suivant la revendication 8 caractérisé en ce que la fermeture du contact est produite par enfoncement d'une clef dans un alvéole du bloc. 10 - Bloc suivant la revendication 8 caractérisé en ce que la fermeture du contact est produite par une impulsion de tension issue d'une armoire de télécommande. 11 - Bloc suivant la revendication 10 caractérisé en ce que l'armoire de télécommande déclenche simultanément la mise au repos d'un groupe de blocs montés en parallèle sur les fils de la télécommande.