Brevet FR2428911A1 — publié le 19800111

La présente invention concerne un procédé et un dispos il tif de commande électromécanique d'un disjoncteur à levier de commande déplaçable par translation. Dans la pratique, il est souvent commode de prévoir des dispositifs de commande à distance de disjoncteur pour permettre, par exemple, de couper ou d'armer sensiblement simultanément plusieurs disjoncteurs,ou de couper à distance un disjoncteur se trouvant en zone dangereuse. Les disjoncteurs industriels comprennent de façon courante des leviers de commande déplaçables par translation. Le déplacement de ce levier, lors d'un enclenchement ou d'un déclenchement comprend deux phases principales. Lors de la première phase, le levier doit être poussé jusqu'à ce qu'on atteigne un point ou le levier bascule brutalement sous l'effet de sa propre force vive résultant par exemple de ressorts internes. Ainsi, dans l'art antérieur, quand on a cherché commander au moyen d'un dispositif rapporté, un tel disjoncteur, on a prévu des dispositifs de commande venant en prise avec le levier du disjoncteur et déplaçant ce levier très rapidement de bas en haut pour ne pas freiner la phase ou le levier tend à avoir un déplacement autonome. Ceci était réalisé notamment par armement de ressorts prévus dans le dispositif de commande et libérés brusquement. La présente invention résulte notamment d'une analyse plus fine du fonctionnement d'un levier de disjoncteur. Ce fonctionnement comprend en fait trois phases et non deux. Au cours de la première phase, ou première course du levier, comme cela a été exposé précédemment, le levier doit être poussé jusqu'à ce que l'on atteigne son point de basculement. Ensuite, au cours d'une deuxième phase, le levier doit pouvoir se déplacer très rapidement selon une seconde course au voisinage de ce point de basculement sous l'effet de sa propre force vive. Et, enfin, lors d'une troisième phase, au cours d'une troisième course, le levier peut être amené doucement jusqu'à sa position extrême opposée à la position initiale. En partant de cette analyse, un objet essentiel de la présente invention est de prévoir un dispositif de commande adaptable sur un disjoncteur pour permettre sa télécommande, ce dispositif étant particulièrement simple,efficace et peu coûteux. La présente invention prévoit-donc un procédé de commande électromécanique d'un disjoncteur à levier de commande déplaçable par translation comprenant des étapes consistant à : entraîner par un moteur tournant, par l'intermédiaire d'un excentrique, un élément déplaçable relié au levier pour le déplacer linéairement selon une première course;libérer l'élément déplaçable pour qu'il puisse se déplacer librement selon une seconde course sous l'action de moyens élastiques propres au levier, en utilisant des jeux prévus entre le levier et l'élément déplaçable et/ou entre cet elément et l'excentrique; et entraîner l'élément déplaçable selon une troisième course de façon qu'il accompagne le levier.de commande jusqu'à la fin de sa course. En d'autres termes, ce procédé consiste à associer a un levier de commandededisjoncteur un élément déplaçable en translation; à entraîner continument cet élément déplaçable en prévoyant une liaison par excentrique avec un moteur tournant; et à prévoir un certain jeu dans les liaisons élément/levier et/ou élément/excentrique pour que le levier puisse se déplacer librement au voisinage de sa position de basculement. Ce procédé peut être mis en oeuvre par un dispositif de commande électromécanique de disjoncteur à levier de commande déplaçable par translation comprenant:un bâti supportant un moteur d'entrainement et des moyens de détection et fixable de façon démontable au corps du disjoncteur; un élément déplaçable en translation par rapport à ce bâti et engagé avec le levier de commande; et une liaison à excentrique entre le moteur et l'élément déplaçable, comportant un galet coopérant avec une lumière oblongue ménagée dans l'élément déplaçable et s'étendant transversalement à la direction de déplacement de celui-ci, cette lumière ayant une largeur supérieure au diamètre du galet pour permettre un libre jeu du levier de commande au voisinage de ses positions de basculement. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention,ainsi que d'autres, seront exposés dans la description détaillée suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles La figure 1 est une vue d'ensemble latérale du dispositif de commande selon la présente invention; Les figures 2 à 6 illustrent la structure de divers composants mécaniques du dispositif de la figure 1; La figure 7 est destinée à éclairer l'exposé du fonctionnement du dispositif de la figure 1; et La figure 8 est un schéma électrique illustrant le fonctionnement du dispositif selon la présente invention. Comme le montre la figure 1, un dispositif selon un mode de réalisation de la présente invention comprend un bâti et une platine coulissante 2. Le bâti comprend une platine de base 3; des moyens de guidage 4 pour guider la platine coulissante 2; une platine supérieure 5; et une platine support de tableau de commande 6, ces platines 5 et 6 étant solidarisées de la platine de base 3 par des montants ou tiges de fixation 7. La platine supérieure 5 porte un réducteur 8 solidaire d'un moteur tournant 9. L'axe 10 du réducteur 8 est lié à une biellette 11 portant un galet excentré 12. La platine coulissante 2 est solidarisée d'un étrier 14 par l'intermédiaire d'entretoises supports d'étrier 13. Cette platine coulissante 2 porte également des butées réglables 15 venant coopérer avec des microcontacts 16 solidaires de la platine de base.Enfin, des entretoises taraudées 17 sont prévues pour fixer la platine de base 3 au corps du disjoncteur auquel on souhaite associer le dispositif de commande selon la présente invention. La figure 2 représente de face la platine de base 3 représente en vue de côté en figure l.Cette platine comprend divers trous filetés ou non (non représentés) destinés à la fixation des guides 4, des tiges supports 7, des entretoises de fixation 17, et des microcontacts 16. Cette platine comprend en outre une ouverture centrale 20 destinée à laisser passer le levier de commande du disjoncteur. Cette ouverture est de dimension suffisante pour que, quand la platine de base est fixée au disjoncteur, le levier de commande puisse effectuer toute sa course sans être gêné.De préférence, cette ouverture a une dimension propre à s'adapter au bossage encadrant le levier de commande du disjoncteur et participe au positionnement du dispositif selon l'invention. Les figures 3A et 3B illustrent en vue de dessus et en vue de face, le moyen de guidage 4 de la platine coulissante 2.Ce guide 4, comprend un alésage 30 destine à permettre sa fixation sur la platine de base, et une fente 31 qui supporte la platine 2 de façon qu'elle puisse coulisser. Quatre tels éléments de guidage 4 sont de préférence prévus. On notera, comme le montre la figure 1, que certains des guides 4 peuvent porter à leur partie supérieure les microcontacts 16 destinés à une détection du mouvement de la plaque coulissante,comme cela sera exposé ci-après.Néanmoins,ces microcon ffE ii oallven-t- entre fixés directement sur la platine de base. La figure 4 illustre un mode de réalisation de la platine coulissante 2 selon la présente invention. Cette platine coulissante 2 comprend une lumière oblongue 40 s'étendant dans le sens du coulissement de la platine coulissante. Par souci de simplicité de description, cette lumière sera appelée lumière verticale. Cette lumière 40 a une étendue suffisante pour que, quelle que soit la position de la platine coulissante, le levier de commande du disjoncteur puisse effectuer sa course entre ses deux positions extrêmes. Ceci est destiné à permettre un actionnement manuel du disjoncteur au cas ou l'étrier 14 venant en prise avec ce levier n'est pas monté. La platine coulissante 2 comprend également une lumière oblongue 41 sensiblement orthogonale à la précédente qui sera appelée lumière horizontale. Cette lumière, est destinée à coopérer avec le galet 12 de la biellette 11. D'autre part, la platine coulissante comprend des moyens pour permettre la fixation de supports d'étrierl3 (par exemple des trous 42) et des moyens de support de la butée réglable 15 (par exemple des trous 43). La figure 5 représente des supports 13 pour l'étrier 14, lui-même représenté en figure 6. On notera que les supports d'étrier 13 comprennent des lumières 50 permettant d'assurer le réglage de la position de l'étrier 14 par rapport au levier de commande du disjoncteur, réglage qui est effectué initialement lors du montage du dispositif selon la présente invention sur un disjoncteur. Comme le montre la figure 6, l'étrier 14 comprend un jour sensiblement central 60, destiné à laisser passer l'extrémité du levier de commande et à venir engager ce levier de commande avec cet étrier. On notera, comme cela sera exposé ci-après, que ce jour est éventuellement propre à laisser un jeu non négligeable par rapport au levier de commande.L'étrier 14 est de préférence fixé aux entretoises 13 par des rondelles de type clips permettant un montage et un démontage rapide pour revenir rapidement à une possibilité de commande manuelle,si cela est souhaité1 sans démonter l'ensemble du dispositif selon la présente invention Les entretoises 17 destinées à assurer la fixation de la platine de base sur le disjoncteur ne seront pas décrites plus en détail, mais on notera que, dans un mode de réalisation particulier, ces entretoises sont munies de trous taraudés pour permettre un montage simple par serrage sur le corps du disjoncteur, sans nécessi ter la prévision d'éléments particuliers sur le disjoncteur. Ainsi, le dispositif selon la présente invention s'applique à tout disjoncteur pré-existant sans nécessiter de modification de structure de celui-ci. Le fonctionnement du dispositif selon présente invention va maintenant être exposé. Quand le moteur 9 tourne, la bielle 11 est entraînée en rotation par l'axe 10 du réducteur 8. Le galet excentré 12, s'engageant dans la lumière horizontale 41 de la platine coulissante 2, entraîne cette platine coulissante selon-un mouvement de va-et-vient. Et, par l'intermédiaire de l'étrier 14, le levier de commande de disjoncteur est entraîné de la même façon. Le déplacement sur un demi-tour du galet 12 entre une position extrême inférieure et une position extrême supérieure va être décrit plus en détail en relation avec la figure 7 dans laquelle ont été représentées diverses positions successives du galet 12 et de la lumière horizontale 41, schématisée par un rectangle. On adoptera dans ce qui suit,les notations suivantes - Largeur de la lumière horizontale 41 - Diamètre du galet 12 : d - Diamètre du cercle engendre par la rotation de l'axe central du galet 12 : D (deux fois la distance entre-axes de l'axe 10 et de l'axe du galet 12) - Déplacement total de la lumière 41 (et de la platine coulissante 2) : L. Dans la position initiale, le galet 12 se trouve à sa position la plus inférieure 12a, et la lumière 41 se trouve à la position la plus inférieure 41a, le bord supérieur de cette lumière s'appliquant sensiblement contre le galet. Au cours de sa rotation, le galet 12 passe de la position 12a à une position 12b, correspondant sensiblement à la moitié de sa course 'entre ses positions extrêmes. Alors,la lumière se trouve à la position 41b, son bord supérieur étant poussé par le-galet. Puis, brutalement, le disjoncteur bascule Qt son levier de commande entraîne la platine coulissante 2 de sorte que la lumière passe brutalement de la position 41b à la position 41b', le bord inférieur de la lumière s'appliquant alors contre le galet.Ensuite, le galet continue sa rotation jusqu'à atteindre sa position supérieure 12c, et, lors de cette dernière phase, la plaque suit le galet pour atteindre la position extrême 41c, et le levier de commande du disjoncteur suit cette plaque qui fuit devant lui. On notera donc que, selon un aspect fondamental de la présente invention, la dimension je doit etre sensiblement supérieure au diamètre d du galet pour permettre le brusque déplacement libre de la platine coulissante 2, sous l'impulsion donnée par le levier de commande du disjoncteur au voisinage de sa position de basculement. En d'autres termes, grâce à cette différence de dimensions, ou à ce jeu, on peut considérer que l'ensemble levier de commandeplatine coulissante est libéré par rapport au dispositif d'entraînement au voisinage de la position de basculement.On notera donc que, comme cela a été exposé précédemment, la plaque coulissante effectue un mouvement en trois phases : une première phase d'entraînement par le galet entre les positions 41a et 41b, une phase de deplacement libre entre les positions 41b et 41b', et une phase où cette plaque suit le galet entre les positions 41b' et 41c. On notera que la distance L dont se déplace la plaque doit entre sensiblement égale à la course totale du levier de commande du disjoncteur. Etant donné que la distance Fe - d est choisie en fonction du libre jeu à prévoir pour un basculement satisfaisant du disjoncteur sans création d'arcs internes, c'est essentiellement la distance D entre les deux axes liés à la biellette 11 qui détermine cette course ét qui devra être adaptée aux divers disjoncteurs utili sés. D'autre part, on notera que le libre jeu prévu ci-dessus- entre la platine coulissante et son galet d'entraînement peut être complété par un libre jeu prévu entre le levier de commande et son étrier d'entraînement 14, comme cela a été exposé précédemment. On va maintenant décrire les divers circuits électriques qui permettent de commander le moteur 9 pour que le motoréducteur 8 n'effectue qu'un demi-tour au niveau de son axe de sortie 10 pour faire passer la plaque coulissante de l'une à l'autre de ses positions extrêmes. La figure 8 représente de façon très schématique le circuit de connexion du moteur 9. Le moteur comprend deux bornes d'entrée 81 et 82. La borne 81 est connectée, par l'intermédiaire d'un interrupteur de sécurité 83, à une première borne 84 d'une source d'alimentation. L'autre bSrne 82 du moteur est connectée à la deuxième borne 85 de la source d'alimentation par l'un ou l'autre de deux trajets. Le premier trajet comprend un premier contact de fin de course 86 et un interrupteur à actionnement manuel ou commandé 87. Le deuxième trajet comprend un deuxième contact de fin de course 88, et un deuxième interrupteur à actionnement manuel ou commandé 89.En fait, les interrupteurs 87 et 89 peuvent comprendre deux interrupteurs en parallèle, l'un à bouton de commande pour une commande locale, et l'autre à télécommande, par exemple un contact de relais, pour une commande à distance. Les contacts de fin de course 86 et 88 sont associés aux microcontactsl6 fonctionnant en relation avec la butée réglable 15 cités précédemment. On supposera par exemple que, dans un état initial, le disjoncteur est fermé, ce qui correspond à une fermeture du contact 86 et une ouverture du contact 88. Alors, toute action sur le bouton de commande 89 qui est le bouton de commande de fermeture est inefficace en raison de l'ouverture du contact 88. Une action sur le bouton de commande d'ouverture 87 permet une alimentation du moteur et, quand -l'autre position extrême de la plaque coulissante est atteinte, le contact 86 s'ouvre tandis que le contact 88 se ferme, d'où il résulte un arrêt du moteur jusqu'à une phase suivante d'action sur le bouton de fermeture 89, de façon similaire. Bien que cela n'ait pas été exposé précédemment, il est clair que le libre jeu prévu entre la lumière 41 et le galet 12 ainsi que le libre jeu entre le levier de commande et le jour 60 de l'étrier 14 permettent un basculement initial du levier de commande lors d'un déclenchement autonome du disjoncteur, par exemple par suite d'une surintensité. Divers circuits électriques peuvent être prévus pour entraîner automatiquement le moteur jusqu'à l'autre position extrême après un tel déclenchement autonome du disjoncteur.Ce déclenchement autonome sera détecté dans la plupart des cas pratiques par des détecteurs associes au disjoncteur lui-même.0n pourra également prévoir divers voyants pour indiquer l'état dans lequel se trouve le disjoncteur, ces voyants étant par exemple associés aux microcontacts 86 et 88. On pourra prévoir un circuit de réarmement automatique agissant sur les relais de contact 87 et 89. Ce circuit pourra comprendre un circuit logique à mémoire permettant d'effectuer séquentiellement trois tentatives de réarmement si necessaire. De tels circuits pourront être réalisés par un technicien électronicien. Le dispositif de sécurité 83 est de préférence du type sécurité de "l'homme mort", c'est-à-dire que le contact associé est fermé par engagement d'une clé qui reste en place. C'est seulement quand ce contact est ouvert que l'on peut sortir la clé. I1 s'agit là d'une sécurité particulièrement importante pour un réparateur qui peut ainsi s'assurer qu'aucun déclenchement ne sera télécommandé tant qu'il a en sa possession la clé de la sécurité 83. On peut indiquer à titre d'exemple d'application, qu'un prototype de la présente invention a été réalisé en association avec un disjoncteur 100 ampères, bien que la présente invention ne soit pas limitée à une telle capacité de disjoncteur et puisse s'appliquer à tout type de disjoncteur par exemple des disjoncteurs associés à des dispositifs différentiels. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICAT IONS 1 - Procédé de commande électromécanique d'un disjoncteur à levier de commande déplaçable par translation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - entraîner continument en translation un élément coulissant engagé avec le levier de commande entre deux positions extrêmes; - prévoir un certain jeu dans le couplage entre les moyens d'entraînement de l'élément coulissant et cet élément, ainsi que dans le couplage entre l'élémentcoulissantet le levier de commande; d'où il résulte que, au voisinage du point de basculement du disjoncteur, le levier peut effectuer une course libre. 2 - Procéde de commande électromécanique d'un disjoncteur à levier de commande déplaçable par translation entre deux positions extrêmes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - entraîner par un moteur tournant, par l'intermédiaire d'un excentrique, un élément coulissant relié au levier pour le déplacer linéairement selon une première course; - libérer l'élément coulissant pour qu'il puisse librement se déplacer selon une seconde course sous l'action de moyens élastiques propres au levier, en utilisant des jeux prévus entre le levier et l'élément coulissant et entre cet élément et l'excentrique; - continuer l'entraînement de l'excentrique jusqu'à ce que l'élément coulissant ait pris une position correspondant à l'autre position extrême du levier de commande. 3 - Dispositif de commande électromécanique d'un disjoncteur à levier de commande déplaçable par translation, caractérisé en ce qu'il comprend - un bâti supportant un moteur d'entraînement, ce bâti étant fixé de façon démontable au corps du disjoncteur; - un élément déplaçable en translation' par rapport à ce bâti et engagé avec le levier de commande; et - une liaison à excentrique entre le moteur et l'élément déplaçable comportant un galet coopérant avec une lumière oblongue ménagée dans l'élément déplaçable et s'étendant transversalement à la direction de déplacement de celui-ci; cette lumière ayant une largeur supérieure au diamètre du galet pour permettre un libre jeu du levier de commande au voisinage de ses positions de basculement. 4 - Dispositif selon la revendication 3,caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection des positions extrêmes de l'élément coulissant permettant l'envoi de signaux de commande d'arrêt du moteur d'entraînement pour ces positions extrêmes. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le bâti comprend une plaque de base fixable au corps du disjoncteur et supportant des moyens de guidage, de l'élément coulissant constitué d'une platine coulissante. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la platine coulissante porte un étrier réglable dans la direction de coulissement venant s'engager avec le levier de commande du disjoncteur-. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étrier est monté sur la platine coulissante de façon très simplement et rapidement démontable, par exemple à l'aide de rondelles de type clips. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le bâti est solidaire de moyens pour assurer sa fixation par serrage sur le corps du disjoncteur.