Brevet FR2591026A1 — publié le 19870605

La présente invention se rapporte à un ensemble de manoeuvre motorisé à télécommande pour commutateur de puissance. Les commutateurs de puissance sont utilisés fréquemment dans les circuits d'alimentation électrique d'unités spécialisées à fonctionnement cont i nu hôpitaux, salles d'ordinateurs, mais-aussi dans de nombreuses unités de fabrication et bureaux équipés d'un groupe de secours. En effet, ces commutateurs permettent de raccorder l'installation électrique à une alimentation interne de secours destinée à éviter un arrêt de fonctionnement provenant d'une défaillance du réseau. Pour des raisons d'automatisation, de rapidité et de commodité, on a songé à motoriser la commande de ces commutateurs. Cette motorisation permet de les commander à distance par une action manuel le, mais surtout par la variation d'une grandeur électrique, par exemple, un signal de détection de défaut de tension. Pour assurer un enclenchement et un déclen chement brusques, le mécanisme actionnant le déplacement des contacts comporte des ressorts à forte raideur. Ainsi, la force nécessaire au déplacement des contacts s' avère importante, rendant la manoeuvre manuelle directe quelque peu "athlétique". De ce fait, le moteur électrique de manoeuvre doit présenter nécessairement un couple important. Or, si la rapidité de manoeuvre est ainsi assurée, il convient de prévoir un freinage adapté. Par ailleurs, la commande manuelle doit subsister et pour ce faire, seul le désaccouplement avec la prise mécanique du moteur électrique peut apporter la possibilité de manoeuvre en raison du caractère quasi irréversible de l'entraînement mécanique. De plus, afin d'éviter les fausses manoeuvres et pour des obligations légales, la commande manuelle et électrique doit être équipée de dispositifs de verrouillage et de condamnation associés à un blocage par cadenas. La difficulté concernant le freinage et l'ar rêt en fin de course a déjà été résolue par un dispositif de transmission du mouvement à friction. Le moteur en contact avec la butée de fin de course est freiné dans ce cas par deux disques de friction qui absorbent l'énergie de freinage, évitant ainsi l'endommagement des butées. Ces disques à friction ne présentent malheureusement qu'une efficacité faible, ne pouvant supprimer totalement les chocs mécaniques contre les butées. Par ailleurs, subsistent bien entendu les défauts classiques inhérents aux dispositifs, à friction tels que l'usure, source de jeux, et l'échauffement, source de déformations ainsi qu'une manoeuvre manuelle plus difficile. La présente invention a pour but de remédier à ces principaux inconvénients en proposant un ensemble motorisé de manoeuvre pour un commutateur de puissance qui présente plusieurs sécurités contre les erreurs de fonctionnement, et une fiabilité électrique et mécanique suffisante. A cet effet, I'invention se rapporte à un ensemble motorisé de manoeuvre pour commutateur de puissance caractérisé en ce qu'il se compose d'un groupe moto-réducteur en prise sur un arbre par un engrenage à couple conique, ledit arbre actionnant les biellettes de commande du commutateur, en association avec un dispositif de désaccouplement de la prise mécanique et un mécanisme de verrouillage relié à une platine de condamnation de la commande manuelle. La présente invention apporte de nombreux avantages dont on citera les principaux ci-après garantie totale de bon fonctionnement par verrouillages mécanique et électrique, . condamnation de la manoeuvre manuelle et électrique par cadenassage, faci facilite de manoeuvre manuelle par le débrayage sûr et aisé de I'ensemble moto-réducteur grâce à sa transmi ss ron par couple conique, freinages électrique et mécanique du moteur, robustesse et fiabilité. Les caractéristiques techniques de l'inven- tion et d'autres avantages sont consignés dans la des cription qui suit effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence au dessin annexé dans lequel . La figure 1 est une vue en perspective du double in terrupteur motorisé et plus particulièrement-de son ensemble de commande motorisé selon l'invention. . La figure 2 est une vue en coupe verticale de l'en- semble de commande motorisé selon l'invention . la figure 3 est une vue en plan de l'ensemble de com mande motorisé selon l'invention ; . la figure 4 est une vue générale du mécanisme de l'ensemble motorisé de commande et plus particulière ment du mécanisme de désaccouplement du pignon en traîneur ; - la figure 5 est une vue de détail en perspective de la partie inférieure du dispositif mécanique de com mande les figures 6 et 7 sont des schémas il lustrant le fonctionnement des principales pièces mécaniques du mécanisme de verrrouillage et du support de condamna tion.; . la figure 8 est le schéma électrique du circuit de commande. On décrira ci-après le modèle de réalisation de base de l'invention. Il est bien entendu que l'on peut imaginer de légères variations ou variantes sans pour autant s'éloigner du cadre et de l'esprit de i ' i nvent on L'ensemble de manoeuvre motorisé selon l'invention est appelé à commander un commutateur de puissance 1 comprenant deux interrupteurs à translation 2 et 3 dont les corps sont montés superposés de manière à former un ensemble compact constituant un inverseur multipolaire entre le réseau d'alimentation en énergie électrique, un groupe de secours et un circuit électrique d'alimentation ou tous autres circuits électriques. Le barreau porte-contacts de chaque interrupteur de puissance est actionné par une biellette de commande respectivement 4 et 5 en liaison chacune avec un mécanisme actionnant un interrupteur de fin de course 6 et 7 que l'on retrouvera ci-après dans le schéma é!ectrique. Ces interrupteurs de fin de course sont disposés de préférence dans une cavité transversale au corps de chaque interrupteur de puissance 2 et 3. Chaque interrupteur 2 et 3 est manoeuvré par une pièce solidaire de l'enclenchement et du déclenchement propre du commutateur. On décrira maintenant l'ensemble de manoeuvre proprement dit. Chaque biellette est articulée par l'intermédiaire d'un levier-entraîneur pivotant 8 et 9 à un arbre de commande 10 entraîné en mouvements rotatifs par un groupe moto-réducteur il à travers un engrenage 12 à couple conique composé classiquement d'un renvoi à angle droit formé d'un pignon conique d'attaque 13 et d'un pignon complémentaire d'entraînement 14 solidaire de l'arbre de commande 10. Ledit arbre 10 peut être manoeuvré manuellement par insertion d' une poignée de commande 15 montée en extrémité supérieure lors de la manoeuvre qui a pour effet de verrouiller toute manoeuvre électrique du moteur après libération d'un dispositif de verrouillage 16 et d'un mécanisme de désaccou plement 17 en liaison avec une condamnation 18 par cadenassage que l'on décrira ci-après. Le dispositif de verrouillage 16 comprend une plaquette mobile 19 de commande du verrouillage, située au-dessus du carter 20 abritant l'ensemble motorisé de commande. Cette plaquette 19 est montée sur l'arbre de commande 10 en rappel élastique en position haute par un ressort coaxial 21 et immobilisée en position haute par une butée 22.Cette plaquette mobile 19 présente deux doigts verticaux 23 et 24 de blocage et une tige de déverrouillage 25 se développant vers le bas, par exemple de section carrée, comprenant en extrémité basse, une rampe oblique de poussée 26 traversant la face supérieure 27 du carter 20, pour actionner en translation une platine de verrouillage 28 maintenue horizontale à coulissement perpendiculairement à l'ar- bre 10, par exemple par trois pivots-rondelles 29, 30 et 31 ou tout autre moyen équivalent, sous la face supérieure 27 du carter 20 montée en rappel élastique vers une position de verrouillage par deux ressorts tels que 32. La butée 22 est réalisée par exemple sous la forme d'un élargissement de la base d'un des doigts verticaux 23 ou 24 (figures 4 et 7). La platine de verrouillage 28 comporte une ouverture carrée 33, légèrement décalée en position verrouillée par rapport à la verticale de la tige de verrouillage 25. Le déplacement vertical de la tige de verrouillage 25 provoque par action sur le bord de l'ouverture 33 de la rampe de poussée 26 dont est pourvue son extrémité inférieure, une résultante horizontale de poussée qui a pour effet de dégager, par déplacement de la platine 28, l'arbre 10 de son blocage résultant de l'interposition de la platine 28 comme on le verra ci-après. Inversement, le retrait de la tige de verrouillage 25 provoque le recul automatique de la platine 28 sous l'action des ressorts de rappel 32 pour le blocage de l'arbre de commande 10 en mouvements verticaux. On examinera ci-après la conformation arrière de la platine de verrouillage 28 permettant de réaliser le blocage de l'arbre 10 en mouvements verticaux et simultanément la prise de l'accouplement ainsi que l'immobilisation du support de cadenassage en liaison avec un verrouillage électrique. Comme représenté en figure 6, la platine de verrouillage 28 possède un bord arrière conformé en V à rampes asymétriques 34 et 35 dont le creux de la pointe vient se loger dans le volume annulaire 36 de réduction de diamètre sur l'épaisseur de la platine dont est conformé l'arbre de commande 10 au droit de ladite platine. Ainsi et comme déjà indiqué, l'interposition de la platine par contact des rampes convergentes 34 et 35 avec l'arbre de commande 10 entraîne son blocage en mouvements verticaux et, par conséquent, l'immobili- sation en prise du pignon conique d'attaque 13 contre le pignon d'entraînement 14 de l'arbre de commande 10 et son rappel vers le haut après une manoeuvre manuelle sous l'effet d'un ressort de rappel 37 coaxial dont il est pourvu à sa base. L'agencement- ci-dessus et l'emploi d'un engrenage à couple conique facile à désaccoupler permettent de choisir la force du ressort de rappel 37 de manière à ne pas rendre difficile ou empêcher la manoeuvre manuelle de déverrouillage par une pression trop importante sur l'engrenage d'accouplement et sur la plaquette de déverrouillage. Pour des raisons de sécurité, les mouvements en verrouillage et déverrouillage de la platine 28 sont détectés par un micro-interrupteur 38 dont le poussoir 39 d'actionnement est contraint- en poussée le long du bord longitudinal de ladite platine de verrouillage à I'exception d'un creux 40 dans lequel vient se loger, lorsqu'arrivé en face de celui-ci, le poussoir 39 disposé à une distance telle qu'il corresponde à la position de verrouillage de la platine 28. Un des doigts verticaux 23 ou 24 de la plaquette mobile 19 de commande du verrouillage et la rampe oblique 35 du côté arrière de la platine de verrouillage coopèrent avec une biel lette-support de condamnation 41 du dispositif de condamnation 18 par cadenassage. Son extrémité 42 fait saillie à l'extérieur du carter 20. Elle présente une ouverture 43 pour le passage d'un ou de plusieurs cadenas 44. Cette biellette support comporte une lumièr.e de blocage 45 située en position biellette sortie au droit du doigt 24 de la plaquette mobile 19 empêchant la descente du doigt correspondant et l'introduction de la poignée 15. Par ailleurs, un téton 46 coopère avec la rampe inclinée 35 pour engendrer le mouvement corrélatif de la biellette-support 41 en position sortie, son rappel par les ressorts 32 ainsi que l'entraînement de la platine de verrouillage 28 assurant ainsi, en plus, le cadenassage électrique par le micro-interrupteur 38 lorsque la b;ellette-support 41 est sortie et cadenassée. On examinera maintenan-t plus particulièrement la partie inférieure du mécanisme de commande située en extrémité basse de l'arbre 10 en référence à la figure 5. La biellette inférieure 5 de commande est montée en bout de l'arbre 10 par l'intermédiaire du levier entraîneur inférieur 9 dont les mouvements sont limités par deux butées mécaniques 47 et 48 montées sur la paroi inférieure 49 du carter 20 à titre de sécurité en cas de défaillance du circuit électrique. Sur l'arbre de commande 10 au voisinage de l'extrémité du ressort coaxial 37 est monté, parallèle à la biellette 5, un levier d'indexage 50 portant un ergot d'immobilisation 51 à extrémité arrondie constituant avec des ouvertures 52, 53 et 54 dans la paroi 49 une butée d'indexage 55 à trois positions correspondant aux deux positions enclenchées de l'un et de l'autre interrupteur à translation 2 et 3 et à la position neutre correspondant au circuit ouvert. Le levier d'indexage 50, légèrement flexible entraîné par l'arbre 10 marque les positions ci-dessus par le faible blocage résultant de la pénétration partielle de l'extrémité arrondie de son ergot 51 dans l'une ou l'autre ouverture 52, 53 ou 54. Des microrupteurs de précoupure 56 et 57 sont montés sur la paroi inférieure 49 et actionnés par le levier 50. La disposition de ces microrupteurs par rapport au levier d'indexage 50 qui les actionne est choisie pour leur permettre d'assurer la fonction de contacts auxiliaires de précoupure dont le signal de détection peut être exploité pour diverses prédispositions dans le circuit d'alimentation, par exemple l'ouverture préalable du contacteur de protection. Le circuit électrique de commande dont le schéma est représenté en figure 8 est monté sur une plaquette 58 et présente de nombreuses sécurités électriques dont plusieurs agissent à titre complémentaire des sécurités mécaniques décrites ci-dessus. Après le redressement-filtrage par le circuit 59 pour former la tension continue d'alimentation des relais, on alimente le circuit des relais à travers plusieurs sécurités électriques dont le contacteur 60 de verrouillage du cadenassage (cadenassage électrique), le contact manuel 61 et l'interrupteur 62 de défaut thermique sur le moteur. La commande en alimentation du moteur électrique s'effectue à travers les contacts 63 d'un relai d'alimentation 64 utilisé également pour son freinage dans un sens de rotation et dans l'autre par mise en court-circuit des bobinages d'inducteur et d'induit à travers une faible résistance 65 par l'intermédiaire des contacts 66 et 67 résultant de la commande fournie par les interrupteurs de fin de course o et 7 à travers les relais correspondants de position logique moteur 68 et 69. Divers autres relais assurent les fonctions suivantes . relais de puissance 70 et 71 reliés au circuit d'entrée 72 des commandes extérieures, . relais d'auto-maintien 73 et 74, . relais de sortie de signalisation 75 et 76 comman dant les contacts 77 de signalisation par des témoins lumineux de position 78, 79 et 80, . relais de position zéro 81, . relais de mémorisation du sens de rotation 82. Des contacts de sortie 83pour l'exploitation des signaux de précoupure délivrés par les microrupteurs 56 et 57 sont disponibles sur la plaquette 58 recevant le circuit. Les relais 68- et 69 de position iogique moteur actionnent des contacts prévus dans deux circuits logiques 84 et 85 propres aux positions opérantes des interrupteurs de puissance 2 et 3 commandés. L'intérêt de la présente invention réside dans ses diverses sécurités mécaniques et électriques ainsi que dans la facilité d'accouplement et de désaccouplement de l'entraînement par moteur électrique à travers une forte réduction. L'invention a été décrite en détail ci-dessus; il est bien entendu qu'elle ne saurait se limiter aux seuls moyens décrits mais qu'au contraire toutes variantes directes, modifications simples, substitutions par des matériaux ou moyens équivalents, adjonctions d'éléments inopérants et autres changements sans apports inventifs entrent parfaitement dans son cadre. REVENDICATIONS 1. Ensemble de manoeuvre motorisé à télécommande pour commutateur de puissance actionnant à partir d'une meme commande deux interrupteurs de puissance (2) et (3) par un ensemble motoréducteur électrique (li) comprenant un arbre de commande (10) manoeuvrant des biellettes (4) et (5) de déplacement, des barreaux porte-contacts montés sur ledit arbre à travers des leviers-entraîneurs pivotants (8) et (9),en agissant sur des interrupteurs de fin de course (6) et (7) caractérisé en ce que la transmission du mouvement s'effectue par un engrenage à couple conique (12) et en ce que le désaccouplement manuel est réalisé par déplacement vertical de l'arbre (10) de commande et protégé par un dispositif de verrouillage (16) associé à un mécanisme de désaccouplement (17) en liaison avec une condamnation (18) par cadenassage commandée par les mouvements du mécanisme de désaccouplement (17). 2. Ensemble de manoeuvre selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (16) comprend une plaquette mobile (19) de commande du verrouillage montée sur l'arbre de commande (10) en rappel élastique vers le haut-, ladite plaquette présentant deux doigts verticaux (23) et (24) et une tige de verrouillage (25) se développant vers le bas, traversant par des ouvertures la face supérieure (27) du carter (20), I'abaissement de cette plaquette (19) provoquant la libération ou le dégagement d'un dispositif de déverrouillage. 3. Ensemble selon la revendication 2 caractérisé en ce que la tige du déverrouillage (25) présente une extrémité inférieure en rampe oblique de poussée (26) en vue de la translation du dispositif de déverbrouillage. 4. Ensemble selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le dispositif de déverrouillage est une platine (28) montée coulissante en rappel élastique perpendiculairement à l'arbre (10) par engagement de l'extrémité de la tige de verrouillage dans une ouverture (33) prévue dans ladite platine en vue de dégager son extrémité arrière d'un espace de blocage sur l'arbre (10) dans lequel vient se loger son extrémité arrière. 5. Ensemble selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que la platine (28). présente une extrémité arrière conformée en V selon deux rampes obliques (34) et (35) dont la zone de jonction vient s'enficher dans un volume annulaire (36) de réduction de diamètre de l'arbre (10) en vue de son blocage en mouvements de translation. 6. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de condamnation (18) possède une lumière de blocage (45) traversée par un des doigts de la plaquette (19) en position basse, et une extrémité pourvue d'une ouverture (43) pour le passage d'un cadenas ainsi qu'un téton (46). 7. Ensemble selon les revendications 1, 5 et 6 caractérisé en ce que le téton (46) coopère avec la rampe (35) de l'extrémité arrière de la platine (28) en vue d'un déplacement ou d'une condamnation ou verrouillage réciproque électrique et mécanique. 8. Ensemble selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le mouvement de déverrouillage de la platine (28) est détecté par un interrupteur monté fixe le long d'un des bords de ladite platine sensible au passage d'une modification de relief sur ledit bord. 9. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'arbre (10) comporte en partie inférieure un dispositif d'indexation sous la forme d'un levier (50) solidaire de l'arbre (10), levier possédant un ergot (51) venant s'enficher dans des ouvertures et actionnant des microrupteurs de précoupure ou de préfermeture (56) et (57) montés sur la paroi inférieure 10. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur électrique de l'ensemble motoréducteur (11) est freiné par la mise en courtcircuit de ses bobinages d'inducteur et d' induit.