FR2940513A1 - Mecanisme d'entrainement de la manette d'un bloc de commande a distance, et bloc le comprenant - Google Patents

Abstract

Dans un bloc de commande à distance pour un système de protection électrique, l'ouverture et/ou la fermeture des contacts sont commandés par l'intermédiaire d'une manette entraînée via un mécanisme (150) par un actionneur électromagnétique (120) unidirectionnel. Le mécanisme d'entraînement (150) comprend un système à deux bras articulés, un levier (151) fixé au noyau (120) de l'électroaimant et une bielle (160) dont une extrémité (161) peut coopérer avec la manette. Pour éviter les contraintes dues à la double butée de la manette et de l'électroaimant, la bielle (160) est télescopique, avec des moyens faisant ressort (162) pouvant emmagasiner de l'énergie lors de l'actionnement, et permettant à l'extrémité de couplage (161) avec la manette de prendre deux positions pour chaque position des moyens de fixation (153) du mécanisme d'entraînement (150) avec l'électroaimant.

Description

MECANISME D'ENTRAINEMENT DE LA MANETTE D'UN BLOC DE COMMANDE A DISTANCE, ET BLOC LE COMPRENANT DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne la protection des circuits électriques par l'intermédiaire d'appareillages de sécurité tels que des disjoncteurs, et en particulier les dispositifs de commande à distance de ce type d'appareillage. L'invention a notamment pour objet un dispositif de réarmement et/ou déclenchement automatiques déporté pour un système de protection de configuration variable, les composants et paramètres de la télécommande étant optimisés tant aux niveaux fiabilité et fonctionnalités qu'au niveau coût.

ETAT DE LA TECHNIQUE Un circuit électrique est usuellement protégé par un appareillage de sécurité qui réagit lors de conditions anormales. Notamment, les appareils de coupure de type disjoncteurs peuvent être déclenchés en cas de surcharge pour isoler la ligne problématique ; un enclenchement manuel doit alors être effectué pour remettre le circuit en service. Cependant, le déclenchement d'un appareil de protection peut provenir de défauts transitoires qui disparaissent d'eux-mêmes ; les appareillages de coupure peuvent alors être associés à des dispositifs de réarmement automatique, ou à distance, qui effectuent un ou plusieurs essais de ré-enclenchement.

Divers blocs de commande à distance, de type réarmeurs ne permettant que le ré- enclenchement des contacts ouverts ou de type télécommandes aptes à commander l'ouverture et la fermeture des contacts des appareils de coupure, ont été développés et mis sur le marché : voir par exemple les documents EP 0 797 229, EP 1 209 712 ou EP 1 465 222. Ces blocs peuvent reposer sur des choix technologiques différents, par exemple en ce qui concerne le mécanisme d'actionnement, en fonction des compromis nécessaires entre fiabilité, vitesse de réaction, nombre de fonctions embarquées, volume et/ou prix. Cependant, des améliorations sont possibles, notamment pour permettre une auxiliarisation complète des appareils de coupure commandés à distance sans nuire à la fiabilité, c'est-à-dire pour garder les performances du bloc de commande à distance quel que soit le nombre de dispositifs complémentaires de contrôle/commande associés au dispositif de coupure.

EXPOSE DE L'INVENTION

Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des blocs de commande à distance existants, qu'ils soient du type télécommande ou réarmeur, et à proposer une offre universelle dans laquelle le bloc peut être associé à des appareils de coupure, monopolaires ou multipolaires, notamment des disjoncteurs ou interrupteurs différentiels, de gamme comprise entre 0,5 et 125 A, auxquels peuvent être couplés jusque cinq auxiliaires, tant d'un côté que de l'autre.

En particulier, les blocs de commande à distance dont le système d'actionnement comprend un actionneur électromagnétique se heurtent au problème de la double butée en fin de course : butée du noyau de l'actionneur contre sa carcasse, butée de la manette contre le boîtier. L'une des options est d'arrêter le mouvement de la manette après son point mort et d'achever le mouvement par son inertie. Cette solution peut s'avérer peu fiable au cours du temps : notamment, après de nombreuses manoeuvres, le point mort peut être décalé ; qui plus est, une contrainte est créée sur l'actionneur, pouvant altérer son fonctionnement, et, selon leur nombre, les auxiliaires ne sont pas commandés. Une autre option est de forcer la manette contre le boîtier, avec une butée sous contrainte : cette solution implique des efforts nécessitant de renforcer le boîtier, et de toute façon, risquée quant à la tenue mécanique à long terme.

L'invention se rapporte ainsi à un mécanisme d'actionnement permettant de pallier ce problème : des moyens sont prévus afin de stocker l'énergie au cours de l'actionnement, par exemple en début de sorte à la restituer par exemple en fin d'actionnement, ou inversement, pour la stocker en fin d'actionnement. En particulier, selon l'invention, le mécanisme d'entraînement d'un bloc de commande à distance permet de transmettre le mouvement d'un actionneur linéaire, en particulier un30 actionneur électromagnétique, qui est de préférence à noyau et carcasse de sections rectangulaires en matériau fritté, à une manette pivotante. Le mécanisme comprend un premier bras pivotant autour d'un axe, qui est de préférence localisé à une extrémité du premier bras, et fixé à l'actionneur, par exemple en son centre ou sensiblement (notamment dans un rapport quatre cinquièmes), et un deuxième bras solidarisé à une extrémité du premier bras et pouvant mobiliser une manette pivotante. Le mécanisme comprend des moyens faisant ressort de sorte que l'extrémité du deuxième bras, qui peut être couplée à la manette, prend deux positions différentes quelle que soit la position des moyens de fixation à l'actionneur. Ainsi, l'actionneur peut prolonger sa course quand la manette est en butée, ou inversement.

Selon un mode de réalisation préféré, les moyens faisant ressort sont localisés sur le deuxième bras. Ils peuvent comprendre des ressorts, de préférence deux, mis en place dans des logements appropriés, avantageusement parallèles, du deuxième bras qui est formé de deux parties télescopiques l'une par rapport à l'autre. Avantageusement, les ressorts sont montés sur des âmes de maintien, et les deux parties de la bielle formant le deuxième bras sont couplées chacune par une extrémité coulissante.

Le mécanisme d'entraînement selon l'invention est de préférence associé à une manette pivotante, formant ainsi un mécanisme d'actionnement. La manette comprend une embase sur laquelle est formée une zone d'appui permettant un couplage temporaire avec l'extrémité de la bielle. Selon un mode de réalisation avantageux, la manette comprend deux zones d'appui situées de part et d'autre de son axe de pivotement. Des moyens de guidage sont alors prévus pour diriger la bielle vers l'une ou l'autre des zones d'appui.

Notamment, un guide avec deux trajectoires coopère avec l'extrémité de couplage, qui est dirigée grâce à un élément de type aiguillage. Cette solution permet, avec un actionneur unidirectionnel, d'actionner la manette dans les deux sens de pivotement.

L' invention concerne sous un autre aspect un bloc de commande à distance comprenant un mécanisme d'actionnement ou d'entraînement tel que défini, avec un actionneur de préférence électromagnétique, qui peut comprendre des moyens de ralentissement.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement 5 limitatifs, représentés dans les figures annexées.

La figure lA représente un système de coupure modulaire dans lequel un bloc de commande à distance selon l'invention peut être mis en place ; la figure 1B montre une vue latérale d'un module du système de coupure. La figure 2 montre la courbe des efforts résistants subis par le noyau de l'actionneur lors du réarmement et lors de l'ouverture. La figure 3 illustre un bloc de télécommande dans un mode de réalisation préféré de 15 l'invention.

La figure 4 montre un système de verrouillage associé à la manette ainsi que la barre de transmission pour un bloc de commande à distance selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Les figures 5A et 5B illustrent l'action préférée de moyens magnétiques dans une barre de transmission ou une manette pour donner une information relative à la position, notamment des contacts.

25 La figure 6 montre l'actionneur électromagnétique du bloc de télécommande de la figure 3.

Les figures 7A à 7F montrent schématiquement le déplacement des différents éléments du système d'actionnement dans un mode de réalisation préféré de l'invention.

30 Les figures 8A et 8B représentent un mode de réalisation préféré d'un mécanisme d'actionnement à deux bras. 4 10 20 Les figures 9A et 9B illustrent un mode de réalisation préféré d'un moyen d'aiguillage d'une bielle d'actionnement et son action.

La figure 10 montre une loi de commande préférée pour un actionneur électromagnétique d'une télécommande selon l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE

Tel que schématisé en figure 1, un système de protection 1 d'une installation électrique multi-phase comprend un appareil de coupure 2 multipolaire qui comporte de façon classique un dispositif de coupure 2; par pôle, ici quatre. Dans sa version modulaire, chacun des dispositifs de coupure 21, 22, 23, 24 renferme dans un boîtier en matière isolante moulée un mécanisme de coupure 3, comprenant notamment un contact mobile bistable 4 déplaçable entre deux positions de fermeture et d'ouverture d'une paire de contacts ; alternativement, les différents mécanismes de coupure 3 peuvent être rassemblés dans un boîtier unique multipolaire. Une manette 5 accessible de l'extérieur pivote pour manoeuvrer manuellement l'appareil de coupure 2, afin d'ouvrir ou de fermer ses mécanismes 3. Dans le cas d'un appareil de coupure modulaire 2, pour que les différents mécanismes de coupure soient actionnés simultanément, les manettes 5; de chaque dispositif de coupure 2; sont classiquement solidarisées par un accessoire externe de type manchon 6, par exemple tel que décrit dans EP 0 697 707 ou GB 2 285 890.

Les contacts mobiles 4 peuvent par ailleurs être actionnés par un autre mécanisme de déclenchement, automatique, agissant en cas de défaut et/ou sur ordre et comprenant une barre de déclenchement 7, interne au(x) boîtier(s), apte à faire passer les contacts d'une position à l'autre. La manette 5 et la barre de déclenchement 7 agissent sur le même contact mobile 4 et sont couplées par une liaison mécanique, qui les laisse cependant libres relativement l'une par rapport à l'autre pour ne pas entraver leur action. Dans le cas d'un appareil de coupure modulaire 2, les barres de déclenchement 7; doivent être couplées de façon fonctionnelle de façon à assurer l'unicité de l'actionnement pour chacun des mécanismes de coupure 3. La première extrémité de chaque barre de déclenchement 7i est ainsi munie d'un moyen de connexion 8 de type femelle destiné à coopérer avec un moyen de connexion 9 de type mâle de la deuxième extrémité des barres de déclenchement 7; ; par ailleurs, les faces latérales 10, destinées à être accolées, de chaque boîtier comprennent un orifice 11 pour le passage d'une extrémité 9 d'une barre de déclenchement 7 pour un couplage fonctionnel, et qui permet un débattement a, ici sur un arc de cercle d'environ 20°, de l'assemblage 8, 9 desdites barres 7 en fonction de la position ouverte ou fermée des contacts.

L'angle de pivotement R de la manette 5 est classiquement supérieur au débattement a de la barre d'actionnement 7, par exemple de l'ordre de 85°, voire 90°. En particulier, en position fermée, les contacts 4 subissent une contrainte de pression afin d'assurer leur fermeture, et la manette 5 est en butée sur le boîtier. De fait, les deux positions ouverte et fermée du mécanisme de coupure 3 sont stables, et si le déclenchement est relativement facile, ne nécessitant qu'une action ponctuelle entraînant l'ouverture des contacts, le réarmement de l'appareil de coupure 2 nécessite des efforts variables au cours du déplacement des contacts mobiles 4, dont un exemple est illustré en figure 2. Notamment, un premier stade A, au début de la phase de fermeture des contacts, déplace la manette 5 à l'encontre d'une résistance faible, avec un effort sensiblement constant. La résistance au déplacement de la manette 5 augmente ensuite en raison des ressorts de rappel et/ou des mécanismes des appareillages 2, 12 à actionner ; en particulier, dans le cadre illustré, la première phase B d'augmentation de la résistance est suivie d'un seuil C, mais cette configuration discontinue est illustrative. Quoi qu'il en soit, un durcissement important D correspond à l'accroissement de la résistance au déplacement due au mécanisme d'actionnement des contacts du disjoncteur, notamment à ses ressorts, pour aboutir à un point de résistance maximal ; au-delà (E), l'effort diminue violemment jusqu'au contact ; la contrainte se poursuit en position fermée, ce qui permet de tolérer une certaine usure u des contacts. Ce type d'appareil de coupure 2 est notamment décrit dans EP 1 975 971, associé au mode de réalisation préféré de l'invention. Le système de protection 1 peut comprendre des autres modules fonctionnels 12 associés à l'appareil de coupure 2, par exemple un auxiliaire de protection différentielle 121, usuellement localisé à droite de l'appareil de coupure 2 et servant à ouvrir les contacts 4 en présence d'un courant de fuite à la terre, tel que décrit dans EP 0 375 568. D'autres modules 12i peuvent être concernés, classiquement placés de l'autre côté de l'appareil de coupure 2, comme des déclencheurs à émission 122, 123 ou des indicateurs de contrôle 124, 125, de type position OF et/ou sécurité SD (voir par exemple EP 1 065 691). Ces différents modules 12i, de même forme générale que l'appareil de coupure 2, sont accolés par des faces latérales 10 similaires, et comprennent des barres 17 couplées à la barre de déclenchement 7 de l'appareil de coupure 2 de la même façon que pour les dispositifs de coupure 2;.

Selon l'invention, le système de protection 1 comprend en outre un bloc de commande à distance 20, permettant notamment le réarmement automatique, c'est-à-dire une fermeture des contacts 4 ; dans un mode de réalisation préféré illustré dans la figure 3, le module de commande à distance 20, logé dans un boîtier 21 isolant moulé de même forme générale que les appareillages 2, 12 modulaires de protection à commander, permet également le déclenchement automatique du mécanisme de coupure 3. Tel que schématisé en figure 1, le bloc de commande à distance 20 est de préférence accolé directement à un dispositif de coupure 21 pour restreindre la distance par rapport au mécanisme de coupure 3 et donc diminuer les risques de déformation du signal ; il est usuellement placé de l'autre côté (ici à gauche) de l'appareil de coupure 2 par rapport à l'auxiliaire de protection différentielle 12,.

Le bloc de télécommande 20 permet l'actionnement des contacts 4 de l'appareil de coupure 2 en relayant un ordre qui lui parvient depuis un relai (non illustré) ; une borne de commande 22 reçoit les informations relatives à l'actionnement du bloc 20 et les transmet à un circuit électronique de commande ; le signal est alors traité dans une carte de circuit imprimé 23 et transformé en une loi de commande d'un dispositif d'actionnement du mécanisme de coupure 3 du système de protection 1. Avantageusement, le bloc 20 selon l'invention est muni de deux bornes de commande 22 afin de recevoir une information depuis un automate ou un bus 24 V de commande interne à l'installation électrique. Le bloc de commande à distance 20 et le circuit électronique sont alimentés par deux bornes d'alimentation phase/neutre 24 reliées par des conducteurs externes à une source de tension, de préférence dérivée d'un circuit indépendant protégé. De plus, dans un mode de réalisation préféré, le bloc 20 donne des informations complémentaires sur l'état du système de protection et comprend des sorties et/ou commandes de type SD/OF, avec un connecteur 25, qui peut être 24 V ou 230 V, associé au circuit électronique. Certaines des fonctionnalités présentées peuvent être omises, mais l'ensemble des composants pour les réaliser est optimisé dans le mode de réalisation préféré du bloc de commande à distance 20.

Par commodité et concision, le bloc de commande à distance 20 illustré dans un mode de réalisation préféré en figure 3, sera par la suite qualifié de télécommande bien qu'il couvre également l'option de simple réarmeur. Les termes relatifs de position ( vertical , fond , supérieur ,...) seront utilisés en correspondance avec la position usuelle de fonctionnement des éléments du système de protection 1, la face comportant la manette 5 des boîtiers étant verticale et sensiblement parallèle à une cloison, mais ne sont pas restrictifs quant à leur utilisation. Par ailleurs, l'appareil de coupure 2 peut prendre des formes différentes selon l'invention, notamment les disjoncteurs, sectionneurs ou interrupteurs, différentiels ou non, modulaires ou monobloc, avec un pôle ou plusieurs ; par la suite, ces différentes alternatives seront regroupées sur le vocable disjoncteur qui représente le mode de réalisation préféré de l'invention, à savoir un disjoncteur quadripolaire modulaire. Le terme module sera employé pour qualifier chacune des unités monobloc (auxiliaire 12;,, pôle 2; ou disjoncteur 2, bloc de télécommande 20) du système de protection 1 ; avantageusement, selon l'invention, l'épaisseur en millimètres de chacun des modules, distance prise entre les deux faces latérales 10 destinées à être accolées de son boîtier, est un multiple de neuf (notamment : 18 mm pour un pôle de disjoncteur 2i ou 9 mm pour un indicateur SD 125), de sorte que l'encombrement facial LI du système de protection 1 soit multiple de neuf. En particulier, selon l'invention, le bloc de télécommande 20 a une épaisseur L20 de 63 mm ou 81 mm, selon le calibre des disjoncteurs 2 et donc la taille de l'actionneur nécessaire ; le bloc 20 comme les modules 2, 12 peuvent se mettre en place sur un rail DIN par les moyens classiques, et ils ont usuellement une profondeur de l'ordre de 70 à 75 mm de façon à entrer dans un coffret de taille b selon la norme DIN 48330.

Le bloc de télécommande 20 comprend un mécanisme d'entraînement qui, suite à l'ordre de réarmement, respectivement d'ouverture, issu d'un élément de type relai et à son traitement par le circuit imprimé 23, permet la mobilisation du mécanisme de coupure 3 et transmet l'information y relative aux modules associés 2; du système de protection 1. Selon l'invention, l' actionnement des contacts 4 est directement réalisé par la manette 5 du disjoncteur 2 : le mécanisme d'actionnement du bloc de télécommande 20 comprend ainsi également une manette pivotante 50 qui se couple fonctionnellement avec les manettes 5 des modules 2;, 12i du système de protection 1. La manette 50 du bloc 20 comprend ainsi une poignée 51 externe au boîtier 21, dans le prolongement des manettes 5 des modules 2, 12 adjacents auxquelles elle peut être solidarisée, par exemple par l'intermédiaire d'un manchon 6 enveloppant limitant les torsions, notamment en polymère de type polyarrilamide chargé en fibre de verre, par exemple à 30 %, ou en alliage métallique de type Zamak ou aluminium, comme présenté plus haut. Tel qu'illustré en figure 4, la manette 50 est sollicitée en pivotement autour d'un axe 52 solidarisé au boîtier 21 entre les deux positions correspondant à l'ouverture et à la fermeture des dispositifs de coupure 2i ; l'axe 52 est également dans le prolongement des axes de pivotement des manettes 5i des modules du système 1 de façon à diminuer les couples lors des actionnements. La manette 50 comprend en outre une embase 53 utilisée pour son actionnement, prolongeant la poignée 51 dans le boîtier 21 et la solidarisant à l'axe 52 ; de préférence, au vu de l'encombrement dans le boîtier 21 du bloc de télécommande 20, l'embase 53 se décompose en deux parties 53A, 53B décalées le long de l'axe 52 de pivotement de la manette 50 et symétriques afin d'équilibrer les forces.

Pour des raisons de sécurité, le bloc de télécommande 20 est muni d'un accessoire de verrouillage 60 qui permet sa mise hors service, afin par exemple d'empêcher une mise sous tension à distance de l'installation 1 pendant la maintenance. Selon le mode de réalisation préféré, l'accessoire de verrouillage 60 est par exemple monté à pivotement sur un axe entre une position inactive dans laquelle il laisse l'embase 53 de la manette 50 libre de tourner, et une position de blocage dans laquelle il se met en prise sur un aménagement 54 de la manette 50, de façon à lui interdire un mouvement vers la position de fermeture des contacts 4. De préférence, l'élément de blocage 61 pivotant de l'accessoire de verrouillage 60 est associé à une deuxième partie 62 dudit accessoire 60, la deuxième partie 62 faisant tiroir de façon à être mobile en translation par rapport à la face avant 26 du bloc de télécommande 20, entre la position inactive dans laquelle elle affleure du boîtier 21 et une position de verrouillage dans laquelle elle fait saillie du boîtier 21, laissant accessible un orifice 63 dans lequel peut être introduit un cadenas ou autre moyen empêchant un retour inopiné de l'accessoire de verrouillage 60 en position inactive. Selon le mode préféré illustré, le couplage entre les deux parties 61, 62 de l'accessoire de verrouillage 60 est réalisé avec guidage (voir pointillés sur la figure 4).

Selon un mode de réalisation préféré, l'accessoire de verrouillage 60 ne peut être placé en position de verrouillage qu'après que la télécommande 20 a été mise dans la position correspondant à l'ouverture des contacts, l'aménagement 54 de l'embase 53 empêchant de tirer l'accessoire de verrouillage 60 en position fermée de la manette 50 ; notamment, il n'est pas possible de cadenasser le bloc de télécommande 20 lorsque les contacts 4 du disjoncteur 2 sont soudés. Il est avantageux que l'accessoire de verrouillage 60 signale en outre la position de la télécommande 20, par exemple par coopération avec le bouton de sélection marche/arrêt 30 : notamment, le bouton 30 peut porter une languette 31 qui est engagée ou dégagée de la première partie 62 de l'accessoire 60 pour le condamner ou le libérer ; de préférence, la languette 31 est visible par un orifice 64 créé à cet effet dans le tiroir 62. Selon un mode de réalisation avantageux, la languette 31 comprend deux zones de couleurs différentes 32A, 32B coopérant avec deux orifices 64, 27, l'un dans le tiroir 62, l'autre dans le boîtier 21 : lorsque la télécommande 20 est en service, une première zone, par exemple rouge, est visible depuis l'orifice 64 de l'organe de verrouillage 60 ; lorsque la télécommande est hors service et qu'il est possible de la cadenasser, la deuxième zone, par exemple verte, est visible depuis l'orifice 27 du boîtier 21.

Outre la transmission mécanique permettant le déplacement des contacts mobiles 4, le bloc de télécommande 20 autorise la transmission des informations des modules auxiliaires 12; à l'appareil de coupure 2 et réciproquement, bien qu'il soit localisé entre eux. Le bloc de télécommande 20 comprend ainsi une barre de transmission 70 qui le traverse, pour se coupler de façon fonctionnelle avec les barres de déclenchement 7,, 17 des modules qui l'entourent afin d'en assurer la continuité. Le couplage est réalisé de la même façon que décrit plus haut pour les appareils de coupure modulaires 2; lors de la solidarisation du bloc 20 aux boîtiers desdits modules 2, 12. Ainsi, tel qu'illustré en figure 4, la barre de transmission 70 du bloc 20 selon le mode de réalisation préféré de l'invention comprend, à une première extrémité, une partie femelle 71 composée de deux parois pouvant engager la partie mâle 9 d'un module voisin 122, et à une deuxième extrémité un doigt 72 faisant partiellement saillie d'un orifice latéral 11 du boîtier 21 pour s'engager avec la barre de déclenchement 7 d'un module voisin 21. La forme de la barre 70 entre les deux extrémités 71, 72 est déterminée en fonction des contraintes d'encombrement, et la partie joignant les deux extrémités s'écarte par endroits de la ligne droite ; en particulier, tel qu'il est visible sur la figure 4, la barre de transmission 70 comprend une première partie 73 sensiblement plane et rectiligne vers le doigt 72, dans le prolongement de la partie femelle 71 et de la barre de déclenchement 7 du module adjacent, et une deuxième partie 74, elle aussi droite dans le prolongement des barres de déclenchement 7 correspondant dans le cadre illustré à la partie mâle 72 ; la partie intermédiaire crée un évidement 75 entre les deux précédentes pour le passage d'autres composants du bloc de télécommande 20, et forme une paroi de jonction 76 courbe, ou creusée, permettant une solidarisation à l'axe de pivotement 77 de la barre 70.

Le bloc de télécommande 20 selon l'invention se présente avantageusement sous forme d'une offre universelle, qui s'adapte ainsi à toute configuration modulaire du système de protection 1, la seule différence étant la longueur de l'élément de solidarisation 6 de sa manette 50 aux modules 2, 12 qui lui sont associés. La force d'inertie à laquelle doit résister la barre de transmission 70 du bloc de télécommande 20 pour une mise en mouvement peut ainsi, dans les cas extrêmes, être générée par quatre pôles 2; et un bloc de surveillance 121 sur la droite, et/ou quatre modules 12i de contrôle/commande sur la gauche. Qui plus est, les appareils de coupure 2 eux-mêmes, disjoncteurs, interrupteurs ou sectionneurs, peuvent couvrir une gamme de 0,5 ou 10 A à 125 A, inclure des fonctions différentes comme les interrupteurs différentiels, impliquant différents efforts de manoeuvre par la manette 50.

Suivant la configuration du système de protection 1, il apparaît ainsi que les efforts et contraintes mécaniques sur la barre de transmission 70 sont très différents, alors que la précision dans sa position doit rester suffisante pour assurer la fiabilité du système 1, sans altérer les ordres (force et couples) et informations (vitesses, courses, jeux,...) ; en particulier, la barre de transmission 70 ne peut pas provoquer de dysfonctionnement dû à son insertion fonctionnelle entre les auxiliaires 12 et le disjoncteur 2. Selon l'invention, la déformation transversale de la barre de transmission 70 à une première extrémité 71 reste ainsi inférieure à 0,15 mm, de préférence à 0,1 mm, lors de la sollicitation à la deuxième extrémité 72, dont on considère classiquement la force comme égale à 3 N par pôle, et lors du choc qu'elle subit en fin de course, qui peut notamment être d'intensité demi- sinusoïdale normalisée de l'ordre de 15 g/11 ms dans le cas d'une mise en butée de la manette 50 sur la face avant 26 en position fermée ou ouverte.

Selon l'invention, la barre de transmission 70 du bloc de télécommande 20 est réalisée, par exemple par moulage par injection des métaux, en matériau de type aluminium, alliage de magnésium, ou de préférence Zamak, insensible à l'humidité et/ou la température. La longueur de la barre de transmission 70 entre ses deux extrémités 71, 72 étant déterminée par la taille du bloc L20, à savoir ici de préférence de l'ordre d'une soixantaine de millimètres ou de 80 mm, son épaisseur est choisie pour que la barre 70 ne se déforme pas, ou peu, sous l'action de forces motrices et résistantes ; en particulier, l'épaisseur générale est de l'ordre de 0,7 mm, avec des renforcements aux parties critiques, notamment aux parties d'extrémité 73, 74 et au niveau de l'axe de pivotement 77. L'absence de vrillage permet la transmission optimale des informations et/ou ordres entre appareil de coupure 2 et auxiliaires 12, via le bloc de télécommande 20, quels que soient les environnements climatiques les plus sévères.

Selon un mode de réalisation préféré, la barre 70 est en matériau amagnétique, et équipée de moyens magnétiques 80, notamment d'un aimant, permettant en tant que tels de donner des informations relatives à la position de la barre 70, et donc caractéristiques de la position de l'appareil de coupure 2. A cette fin, tel qu'illustré en figure 5A, au moins un capteur 82, de préférence de type interrupteur à effet Hall même si des MEMS ou autres sont possibles, est mis en place face à l'aimant 80 afin de détecter directement l'information relative à la position angulaire de la barre de transmission 70 au sein du bloc de télécommande 20. Les signaux détectés par le capteur 82 sont transmis à la carte de circuit imprimé 23 pour être analysés afin de donner un signal ON/OF : il est ainsi possible, directement, sans moyens supplémentaires, par transfert électronique via une des connexions prévues 25, de fournir une information obtenue au plus près de la barre de déclenchement 7 de l'appareil de coupure 2, c'est-à-dire plus fiable et moins sensible à la dispersion occasionnée par l'éloignement des modules auxiliaires 12i habituels. Selon un mode de réalisation préféré, l'aimant 80 en alliage Néodyme/Fer/Bore et par exemple cylindrique de diamètre 5 mm, est inséré, notamment en force, dans un aménagement 78 approprié de la barre de transmission 70.

De préférence, l'aimant 80 est mis en place de façon à ce que sa tranche soit perpendiculaire au capteur 82, c'est-à-dire que, comme illustré en figure 5A, le capteur Hall 82 est sensiblement orthogonal à l'axe des pôles de l'aimant qui se déplace le long de ses lignes de champ B, ce qui augmente la discrimination de la détection et donc la différenciation entre les positions de la barre de transmission 70 dont l'écartement est faible (moins de 1,5 mm) sur sa course a. En effet, quand l'aimant franchit la moitié de la surface du capteur 82 à effet Hall, le basculement entre les lignes de champ B est franc et le capteur 82 peut détecter si l'aimant 80 est localisé sur sa droite ou sur sa gauche, malgré les nombreuses interactions électromagnétiques internes au boîtier 21. Grâce à cette option, il est ainsi possible de placer le capteur 82 très proche de l'aimant 80, et notamment à moins de 2 mm de la barre de transmission 70 sans affecter la résolution de la détermination.

Il est possible également de mettre en place un capteur de position 84 au niveau de l'embase 53 de la manette 50 afin de détecter sa position (voir aussi figure 1) ; l'association permet ainsi de donner une information de type signal/défaut avec les mêmes avantages que précédemment. En effet, une mesure de l'intervalle temporel entre les basculements de la barre de transmission 70 et de la manette 50 permet de différencier un déclenchement sur défaut électrique d'un déclenchement manuel: une intervention humaine déplace la manette 5, 50 environ 20 p s avant pivotement de la barre de déclenchement 7, donc de transmission 70, alors qu'un déclenchement thermique, magnétique ou différentiel mobilise la barre 70, 7 environ 4 ms avant que la manette 5, 50 ne soit déplacée.

Selon un mode de réalisation avantageux illustré en figure 5B, en particulier deux capteurs 84A, 84B sont placés avec un écart angulaire [3' inférieur au débattement (3 de la manette 50, par exemple symétriquement par rapport à la bissectrice de l'angle (3 de déplacement de la manette 50 de façon à rendre la mesure plus fiable, en détectant des positions extrêmes de la manette 50 et donc avec sûreté les positions ouvert et fermé des contacts 4. Cette option pourrait également être appliquée pour les moyens magnétiques 80, 82 de la barre de déclenchement 70 bien que son déplacement soit inférieur. Dans le cas où une pluralité de capteurs 82, 84, et notamment trois ou plus, est utilisée, pour minimiser la consommation d'énergie, un premier capteur 82, notamment celui concernant la position fermée de la barre de transmission 70, peut être alimenté par un courant, pulsé ou non, les autres n'étant alimentés que lorsque que le microprocesseur détecte le changement d'état du premier capteur.

Dans le mode de réalisation préféré et comme la barre de déclenchement 7 de l'appareil de coupure 2, la barre de transmission 70 du bloc de télécommande 20 pivote autour d'un axe 77 pour prendre deux positions significatives de l'état ouvert ou fermé des contacts 3 du disjoncteur 2, dans une course angulaire a d'une vingtaine de degrés. Pour limiter les efforts sur la barre de transmission 70, celle-ci est équilibrée pour que son centre de gravité soit sensiblement positionné sur son axe de pivotement 77 : ainsi, ses effets sur les mécanismes des auxiliaires 12 et du disjoncteur 2 sont nuls, et les contraintes mécaniques supplémentaires qui pourraient parasiter la transmission des informations entre auxiliaires 12 ou appareil de coupure 2 sont minimales. Selon le mode de réalisation préféré, une masselotte 79 est mise en place, de préférence de façon unitaire avec la barre 70, vers une partie d'extrémité 74 de la barre 70 pour décaler le centre de gravité ; il est possible d'adapter la configuration en fonction de l'encombrement, de la place disponible, de la présence ou non de moyens magnétiques 80, de façon à libérer de la place 78 pour ces derniers tout en gardant le centre de gravité proche de l'axe 77.

Pour des raisons de sécurité, il est indispensable que le montage du bloc de télécommande 20 soit effectué avec l'appareil de coupure 2 à l'état ouvert, c'est-à-dire avec une position concordante de la barre de transmission 70, ce qui est usuellement réalisé par la mise en place d'un ressort de pré-positionnement. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, pour limiter les forces résistantes à son déplacement, la barre de transmission 70 est montée folle, sans ressort, et la polarisation de la barre 70 dans sa position de montage est réalisée par l'accessoire de verrouillage 60 livré avec le bloc de télécommande 20 pour condamner son fonctionnement. En particulier, un levier de polarisation monté sur l'axe 77 de la barre de transmission 70 sert de dispositif d'indexation ; il coopère, en étant entraîné en pivotement, avec une partie d'attache 65 de l'accessoire de verrouillage 60.

Ainsi, le bloc de télécommande 20 est livré avec l'accessoire de verrouillage 60 par exemple en position saillante : une fois le bloc de télécommande 20 accouplé avec l'appareil de coupure 2 et le module auxiliaire 12, l'accessoire de verrouillage 60 peut être enfoncé, de sorte que la partie d'attache 65 libère le levier de polarisation de la barre de transmission 70 qui est alors en liaison mécanique avec l'appareil de coupure 2 et les modules auxiliaires, autorisant la transmission bidirectionnelle des informations du disjoncteur 2 vers les auxiliaires 12 et réciproquement.

Parallèlement à la transmission optimisée des informations, le bloc de télécommande 20 selon l'invention possède en outre un temps de réaction optimisé, avec en particulier une importante vitesse d'actionnement, permettant un déplacement de la manette 50 à 1200°•s1 : notamment, entre l'ordre d'enclenchement et l'action effective sur la fermeture des contacts 4, moins d'une demi-seconde et de préférence de l'ordre de 300 ms s'écoulent. La manette 50 du bloc de télécommande 20 est ainsi déplacée par l'intermédiaire d'un actionneur électromagnétique 100, actionneur très rapide dont l'accélération peut être modulée par une alimentation étagée, et non par un moteur rotatif dont la durée de fermeture est de l'ordre de 1 à 1,2 s.

De façon générale et tel qu'illustré en figure 6 (voir aussi figure 3), l'actionneur 100 du bloc de télécommande 20 selon l'invention comprend une bobine 102 enroulée sur un fourreau 104 et autour d'un axe AA, une carcasse 110 fixée au boîtier 21 du bloc de télécommande 20, et un noyau magnétique plongeur 120 qui peut se déplacer par le long de l'axe AA de la bobine 102 en fonction du courant y circulant. Le mouvement du noyau 120 est commandé par un signal de type impulsion : au repos, aucun courant ne circule dans la bobine 102 et l'entrefer e entre fond 111 de la carcasse 110 et base 121 du noyau 120 est maximal, le noyau 120 faisant saillie hors de la carcasse 110 sur une portion externe 122 ; le signal provoque le passage de courant dans la bobine 102 et le déplacement du noyau 120 vers l'intérieur de la carcasse 110 sur au moins une partie de sa portion externe 122. La portion externe 122 du noyau 120 restant toujours hors de la carcasse 110 est munie de moyens de fixation 123 à un mécanisme d'entraînement 150 de la manette 50, notamment un crochet 123 destiné à solliciter un levier pivotant solidarisé indirectement à l'embase 53 de la manette 50, de façon à transformer le mouvement linéaire du noyau mobile 120 en mouvement partiel de rotation. Le terme impulsion doit cependant être pris au sens large : tel que présenté plus loin, une loi de commande est de préférence appliquée sur l'actionneur 100 de façon à optimiser le fonctionnement du bloc de télécommande 20, et notamment à diminuer l'usure des contacts 4.

Selon l'invention, l'actionneur électromagnétique 100 du bloc de télécommande 20 peut être utilisé à forte puissance et doit être capable de commander la fermeture et l'ouverture de quatre disjoncteurs monopolaires 2i ainsi que tous les auxiliaires 12i tel que représenté en figure 1, ou un interrupteur différentiel 4 pôles de 125 A : la force moteur à développer est donc importante et peut atteindre, pour le mode de réalisation préféré, 100 daN avec une course de 5 mm. Or le volume assigné à l'actionneur 100 reste limité, tant au niveau encombrement latéral qu'en profondeur (de l'ordre de 40 x 35 x 50 mm). Selon l'invention, il a donc été choisi d'utiliser un électroaimant 100 à noyau 120 rectangulaire, de sorte que le maximum de la surface magnétisable est exploité ; la carcasse 110 est également de forme générale parallélépipédique rectangle, l'axe AA de l'actionneur 100 étant par ailleurs oblique par rapport aux faces du boîtier 21 de façon à utiliser l'espace disponible, par exemple d'un angle y de 4° par rapport à la verticale.

En outre, au vu des chocs violents qu'il subit à chaque attraction, il a été opté pour un noyau 120 en matériau fritté de sorte que les performances ne sont pas dégradées dans le temps et que l'endurance est optimisée. Ce type de matériau offre pour autres avantages le fait de pouvoir réaliser de façon unitaire les moyens de fixation 123 du noyau 120 lors de l'opération de frittage. Par ailleurs, il est avantageux d'émousser les arêtes 124 du noyau 120 pour éviter toute détérioration et, selon un mode de réalisation préféré, les arêtes 124 parallèles à l'axe AA sont de forme concave.

Les efforts encaissés par l'actionneur électromagnétique 100 étant importants, la carcasse 110 a également un rôle de maintien de la bobine 102 ; notamment, la carcasse 110 comprend une deuxième paroi d'extrémité 112, parallèle au fond 111 et sensiblement orthogonale à l'axe de déplacement AA du noyau 120, qui est munie d'un orifice 113 de dimensions permettant le passage du noyau 110, mais inférieures à la surface occupée par la bobine 102, de sorte que la bobine 102 est coincée par le fond de la carcasse 111 et ladite paroi 112. Avantageusement, les arêtes externes 114 de la deuxième paroi d'extrémité 112 de la carcasse 110 sont coupées de sorte à limiter la quantité de matériau et à libérer de l'espace pour le passage du mécanisme d'entraînement 150 de la manette 50 (voir figure 3). La mise en place des différents composants de l'actionneur 100, ainsi que la forme elle-même de la carcasse 110 sont relativement complexes et, selon l'invention, la carcasse 110 est de préférence formée de deux parties symétriques 110A, 110B réalisées en matériau fritté et solidarisées par pincement de point dur sur un prolongement 106 du fourreau plastique 104 du bobinage 102 au niveau de la paroi de fond 111 ; outre la simplicité de fabrication, cette solution s'avère peu coûteuse et évite les dégradations de performances occasionnées par les écrouissages des carcasses en tôle pliée.

Pour optimiser le maintien de la bobine 102, le fourreau 104 sur lequel elle est montée la bloque également sur ses faces normales à son axe AA ; le fourreau 104 est par ailleurs prolongé longitudinalement 108 au niveau de la deuxième paroi 112 de la carcasse 110 pour se mettre en place dans l'orifice de passage 113 : outre la solidarisation entre les deux parties de la carcasse 110A, 110B, cette option permet d'assurer l'écartement minimal entre la carcasse 110 et le noyau 120 pour un fonctionnement optimal de l'actionneur. Avantageusement, le fourreau 104 est en matériau thermoplastique rigide, d'épaisseur juste suffisante pour écarter le noyau 120 de la carcasse 110 afin de permettre son glissement, tout en ayant le flux maximum et donc le plus de force pour le démarrage du noyau.

Il s'avère que les choix technologiques précédents entraînent des performances de rapidité du noyau 120 et de force développée telles qu'un problème de fatigue de la paroi de fond 111 de la carcasse 110 pourrait survenir, jusqu'à éventuelles fissures : en fin de course, la distance d'entrefer e entre carcasse 110 et noyau 120 tend vers zéro, ce qui entraîne une accélération du noyau 120 pouvant aller au choc violent. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, outre une adaptation de la loi de commande, un amortisseur 115, par exemple en nitrile, est mis en place sur la paroi de fond 111 de la carcasse 110, face au noyau 120. D'autres options que celle illustrée sont possibles, avec notamment la mise en place d'un amortisseur formant partiellement la paroi de la carcasse et pouvant se déplacer par rapport au reste de la carcasse par entraînement par le noyau en fin de course : les diverses alternatives présentées dans la demande de brevet français intitulée Actionneur électromécanique, dispositif de télécommande pourvu d'un tel actionneur et disjoncteur télécommandé équipé d'un tel dispositif et déposée ce jour par la Demanderesse peuvent être envisagées.

Par ailleurs, la base 121 du noyau 120 est elle-même creusée, afin d'ajouter de l'air dans le circuit de flux magnétique et ainsi dégrader la force magnétique en fin de course.

Avantageusement, un évidement transversal 125 est creusé dans le noyau 120, de sorte à maintenir, en fin de course, une butée directe noyau 120/carcasse 110 et ainsi limiter la force exercée sur l'amortisseur 115 qui se loge entièrement dans l'évidement 125 en position compressée finale, de façon à pouvoir être fonctionnel pour plus de 40000 manoeuvres. L'évidement 125 est de préférence réalisé orthogonalement à la direction du crochet 123, ce qui permet de faciliter le processus de fabrication avec un matériau fritté et une presse monoaxiale. En particulier, l'évidement 125 est de forme sensiblement rectangulaire, de surface S125 sur une profondeur h125, la profondeur de l'évidement ne dépassant pas la longueur h120-h108-h172 selon l'axe AA du noyau 120 toujours dans la carcasse 110.

En considérant la surface S120 du noyau 120, la force maximale Finax de l'actionneur 100 est modulée au cours du trajet du noyau 120, en réduisant l'accélération du noyau 120 : de fait, en l'absence d'évidement 125, la vitesse théorique du noyau 120 tend vers l'infini lorsque l'entrefer e tend vers zéro, alors que l'évidement 125 ralentit cette action par création d'un entrefer de volume S 175xh 125. Le facteur AF de freinage peut être calculé par la formule : S125 S,,5 (1) AF= e2 (e+h,,5)` SI20 e2 On note ainsi que l'effet sur la force d'actionnement F est négligeable lorsque l'entrefer e est important au vu de la faible valeur S175xh125 du volume d'air ajouté par rapport au volume S120xe de l'entrefer. La force déployée par l'actionneur 100 en début de mobilisation n'est donc pas altérée. Par contre, quand l'entrefer tend vers zéro, les volumes ne sont plus négligeables l'un par rapport à l'autre, et il est possible de diminuer la force de fin d'actionnement de l'ordre de 15 à 20 %. Cette solution d'évidement 125, qui peut être d'une autre forme que celle décrite ci-dessus offre pour double avantage d'augmenter l'entrefer e, et de créer un effet de saturation sur le pourtour du noyau 120, ralentissant ainsi la vitesse en fin d'actionnement, et notamment après que la force résistance du mécanisme de coupure 3 du disjoncteur 2 a commencé à chuter (figure 2), c'est-à-dire notamment dans le mode de réalisation préféré, lorsque l'entrefer e est inférieur ou égal à 1 mm pour une course totale d'une douzaine de millimètres, ce qui détermine le volume d'air préféré. De fait, il est avantageux que le volume de l'évidement 125 corresponde sensiblement au volume de l'entrefer exS120 lorsque l'action de décélération est souhaitée.

Plus précisément, si un freinage est désiré à partir d'une course prédéterminée du noyau 120 correspondant au moment où l'entrefer e est inférieur à une valeur seuil es (par exemple es = 1 mm), le volume supplémentaire d'air apporté par l'évidement 125 doit devenir significatif, c'est-à-dire S125xh125 >1/2 esx S120, et de préférence de l'ordre de ce volume esx S120. Plus généralement, l'évidement 125 a un volume supérieur ou égal à la moitié du volume de l'entrefer e à mi-course ou aux trois quarts de la course du noyau 120 ; de préférence, le volume de l'évidement 125 est supérieur ou égal au volume de l'entrefer aux trois-quarts, voire aux quatre cinquièmes, de la course.

La relation entre hauteur h125 et largeur de l'évidement 125 quant à elle dépend de la surface S125 nécessaire pour l'amortisseur 115, et des facilités de réalisation. En particulier, il importe que le noyau 120 présente une masse suffisante de métal et une solidité adéquate. L'évidement 125 ne traverse pas le noyau 120 le long de l'axe AA, ce quelle que soit la position du noyau 120 dans la carcasse 110 (c'est-à-dire également en position initiale). Avantageusement, la profondeur h125 de l'évidement est inférieure à la moitié de la longueur h120-h122 du noyau, et de préférence la section de l'évidement 125 parallèlement à l'axe AA est sensiblement carrée ou rectangle dont les côtés sont dans un rapport inférieur à' .

En particulier, selon l'invention, le noyau 120 en fer/phosphore 0,45 % se déplace sur e = 11 à 12 mm (11,7 mm), avec une section S120 de 270 à 300 mm2, notamment de l'ordre de 280 (20,6x13,6) mm2. La carcasse d'épaisseur 4,8 mm peut être en acier de même nature fritté ; la bobine comporte de préférence 640 enroulements d'un fil de diamètre 355 pm sur un pas de 2x18 mm. L'action de l'évidement 125 est particulièrement souhaitée lorsque 1 mm de course de l'électroaimant 120 restent, c'est-à-dire sensiblement après 4/5 de son déplacement, et les dimensions de l'évidement 125 sont alors 2x123,6 mm2, ou plus généralement 1,5 < h125 < 3 mm ; 62 mm2 < S 125 < S 12o, avec un amortisseur 115 de 4 mm de hauteur.

Par ailleurs, la portion externe 122 du noyau 120, localisée sous le crochet de solidarisation 123 au mécanisme et dans la carcasse 110 en position active, est également amincie afin de dégrader les performances de l'actionneur 120 en fin de mouvement, lorsque les appareils de protection et auxiliaires ont franchi leur point de libération d'énergie. En particulier, un double biseau 126 est formé.

L'actionneur électromagnétique 100 est utilisé pour faire pivoter la manette 50 de la position fermée à la position ouverte. A cette fin, tel que schématisé en figures 6 et illustré en figure 7, l'embase 53 de la manette 50 est reliée par un mécanisme d'entraînement 150 à bras articulés aux moyens de solidarisation 123 du noyau plongeur 120. En particulier, le crochet 123 dont la course est de l'ordre d'une douzaine de millimètre est couplé à un premier bras 151, ou levier, qu'il fait pivoter autour d'un axe 152 solidarisé au boîtier 21 du bloc 20. De préférence, l'axe 152 du levier 151 se trouve à une extrémité, et le point de solidarisation 153 au crochet 123 est sensiblement au centre du premier bras 151 ; notamment, les deux segments délimités par l'axe 152, le point de solidarisation 153 et l'autre extrémité 154 sont dans un rapport supérieur à 4/5. Dans le mode de réalisation préféré, le levier 151 est réalisé en tôle d'acier découpée pliée et comprend un orifice de passage du crochet 123 fritté du noyau 120, une tige 153 solidarisant l'ensemble par exemple par insertion à force. A son extrémité libre 154, le levier 151 est couplé à une bielle 160 qu'il entraîne dans un mouvement sensiblement parallèle à l'axe de déplacement AA du noyau 120 bien que décalé angulairement ; de préférence, la course de la bielle 160 est de l'ordre de 16,6 mm ; pour permettre les ajustements (voir aussi plus loin), la bielle 160 est couplée de façon être relativement libre en rotation sur un débattement limité par exemple par des butées ; ici encore, la solidarisation est avantageusement réalisée par l'intermédiaire d'un emboîtement avec une tige 155 en acier.

Comme l'électroaimant 100 est un actionneur unidirectionnel impulsionnel, en position de repos (voir figure 7A), c'est-à-dire lorsque le courant ne passe pas dans la bobine 102 et que le noyau 120 est en position haute , la manette 50 reste dans la position dans laquelle elle a été entraînée : la liaison entre la manette 50 et le mécanisme d'entraînement 150 à deux bras est de préférence débrochable et la bielle 160 ne vient en prise pour actionner la manette 50 que lors de sa course pendant le déplacement de l'électroaimant 100. En particulier, la bielle 160 coopère par une partie d'extrémité 161 avec un aménagement 55 de l'embase 53 de la manette 50 ; au vu de la réalisation de la manette 50 avec une embase 53 en deux parties décalées le long de l'axe de pivotement 52 (voir figure 4), la partie d'extrémité 161 de la bielle d'entraînement 160 est de préférence sous forme d'une traverse, les aménagements se présentant sous la forme de gorges de guidage 55 sur un appendice 56 solidaire de l'embase 53 et sensiblement au milieu de l'axe 52. Lors du retour de l'actionneur 100 dans sa position initiale de repos, la manette 50 reste ainsi dans sa position ; de préférence, le levier 151 est muni de moyens le sollicitant dans sa position initiale, par exemple un ressort de torsion 156 au niveau de son axe de pivotement 152 pour que le mécanisme d'entraînement 150 de la manette 50 soit monostable, la manette 50 ayant quant à elle deux position stables.

Pour le réarmement et lors du montage du bloc de commande à distance 20 sur l'appareil de coupure 2, la position de la manette 50 correspond à la position ouverte des contacts 4, et le noyau 120 est saillant par rapport à la carcasse 110 ; cette position de réarmement est selon l'invention la position de départ, dans laquelle la deuxième extrémité de la bielle 161 est éventuellement en contact, mais sans appui sur la gorge 55 de la manette : figure 7A. Le signal d'impulsion entraîne une plongée du noyau 120, accompagnée d'un mouvement correspondant de la traverse 161 d'extrémité libre de la bielle 160 qui appuie sur la gorge 55 de la manette 50 pour la faire pivoter vers la fermeture des contacts 4 : figure 7C.

Avantageusement, en fin d'entraînement, la manette 50 est en butée sur le boîtier 21 pour garantir la fermeture des contacts 4. Cependant, pour diminuer les efforts à fournir, la fin de course du noyau 120 correspond également à une butée entre noyau 120 et carcasse 110, c'est-à-dire un entrefer e nul. Une telle situation hyperstatique est complexe à mettre en place, et de toute façon peu fiable dans le temps, d'autant plus que les actionneurs électromagnétiques 100 sont très rapides et donc leur butée très violente.

Pour pallier ce problème, différentes options existent : un arrêt de l'entraînement des manettes 5 après dépassement de leur point mort dans les disjoncteurs 2 par ralentissement et/ou limitation de la course du noyau 120 peut s'avérer peu fiable après un certain nombre de manoeuvres, sans compter que la commande des autres auxiliaires 12, et notamment de l'auxiliaire différentiel 121, risque d'être affectée ; un blocage en appui sur le boîtier 21 de la manette 50 génère une situation de contrainte et d'effort risquant d'altérer le fonctionnement de l'actionneur 100. Selon l'invention, la position hyperstatique du mécanisme d'actionnement 100, 150 en fin de course de fermeture des contacts est supprimée par le mécanisme d'entraînement 150 de la manette 50 grâce à des moyens faisant ressort 162 permettant l'absorption des contraintes dynamiques et/ou statiques. De préférence, les moyens 162 sont localisés sur le deuxième bras 160 du mécanisme d'entraînement 150, qui comprend deux parties mobiles 160A, 160B l'une par rapport à l'autre : sa longueur diminue en cas de contrainte, par exemple de 1,5 à 2 mm, mais des moyens de type ressort 162 contraignent la bielle 160 en position étendue, jusqu'à un seuil.

En particulier, si la raideur du ressort 162 est inférieure à la force nécessaire pour entraîner la manette 50, en début d'actionnement, le ressort 162 est contraint par le mouvement du noyau 120 et l'extrémité libre 161 de la bielle 162 ainsi que la manette 50 ne bougent pas (figure 7B). Dès que la contrainte du ressort 162 est telle que sa raideur est supérieure à la force d'entraînement, la bielle 160 se déplace et appuie sur la manette 50 pour la faire pivoter autour de son axe 52 ; en fin de course du noyau 120, l'énergie stockée dans le ressort 162 est disponible pour prolonger la course de la manette 50 vers sa position de butée si nécessaire (figure 7C). Alternativement, si les moyens faisant ressort 162 ont une raideur supérieure à la force d'entraînement de la manette 50, la bielle 160 entraîne la manette 50 en pivotement dès le début du déplacement du noyau 120, et en fin de course de la manette 50, les moyens faisant ressort 162 sont aptes à emmagasiner l'énergie déployée par la fin de course du noyau 120.

De fait, suivant les configurations du système de protection 1, c'est-à-dire de la puissance à développer pour déplacer la manette 50 et fermer les contacts 4, le mécanisme d'actionnement 150 se trouve dans l'une ou l'autre des situations ci-dessus, voire même plutôt dans une combinaison des deux. Qui plus est, au vu de la course très réduite (de l'ordre de 1,5 mm) entre les deux parties 160A, 160B de la bielle et du faible espace disponible, il est préféré de pré-contraindre les moyens faisant ressort 162 de façon à garantir un effort suffisant sur ce faible déplacement en fin de course de fermeture, avec pour résultat un double contact sans contrainte sur la carcasse 110 ni sur la face avant 26 du boîtier 21.

De préférence, la force d'entraînement n'est donc pas appliquée directement depuis le levier 151 sur les moyens faisant ressort 162 : la première partie de la bielle 160A comprend un logement 163 pour une deuxième partie télescopique 160B, et la deuxième partie télescopique 160B est guidée en translation par le logement 163, avec ses deux extrémités pouvant coulisser par rapport à lui.

Cette solution de bielle télescopique 160 dans le bloc de télécommande 20 selon l'invention permet donc de ne faire subir aucune déformation statique et dynamique due à l'hyperstatique aux architectures du disjoncteur 2 et de la télécommande 20, et donc de diminuer de façon considérable l'usure par fatigue des mécanismes de l'appareil de coupure 2 et du bloc de télécommande 20. La fiabilité de fonctionnement du bloc 20 peut ainsi atteindre 20000 manoeuvres. Cette option permet en outre d'utiliser toute la course cinématique et donc d'actionner de multiples configurations de systèmes de protection 1, et notamment toutes celles décrites auparavant.

Il est avantageux de sélectionner la raideur des moyens faisant ressort 162 comme intermédiaire, comprise entre la force suffisante pour actionner la manette 50 dans la configuration minimale du système de protection 1 (un seul pôle de disjoncteur 2i), et la force nécessaire pour actionner la manette 50 en configuration maximale du système de protection 1. En particulier, une précontrainte de l'ordre de 50 N est préconisée. Au vu du volume restreint du boîtier de télécommande 21, la bielle 160 préférée comprend deux ressorts 1621, 1622 au moins. Pour des facilités de montage et une optimisation de leur dimension, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, deux ressorts identiques sont mise en place sur des âmes parallèles 164 ; pour optimiser l'orientation de la force transmise, les deux âmes 164 sont avantageusement guidées à chaque extrémité par deux orifices de leur logement 163 et couplées à une extrémité, notamment par la traverse 161 d'extrémité libre de la bielle 160, destinée à coopérer avec l'aménagement en forme de gorge de la manette 50.

Avantageusement, la première partie 160A, rigide, de la bielle comprend deux logements parallèles 163 pour chaque ensemble âme/ressort, par exemple sous forme de deux cages parallélépipédiques rectangles couplées au niveau d'une paroi. Il est préféré que les parois latérales externe de la première partie de la bielle 160A soient prolongées au-delà de la paroi inférieure de laquelle émergent les âmes 164 des ressorts 162 jusqu'à la traverse d'appui ; une protection de renfort peut également être prévue autour desdites âmes coulissantes ; dans le mode de réalisation préféré illustré, une des parois latérales 165 de la première partie de la bielle se prolonge d'ailleurs au-delà de la traverse d'appui 161, de façon à protéger l'ensemble au sein du boîtier 21. Cette configuration permet un montage facile, tout en optimisant le diamètre et la longueur disponible pour les ressorts 162, ainsi que le diamètre de leur fil ; cependant, d'autres alternatives sont possibles, notamment en ce qui concerne la forme de la partie rigide 160A de la bielle et de chacun de ses composants. Pour assurer un retour en position initiale de la partie rigide de la bielle par rapport au premier bras 151 du mécanisme d'entraînement 150, il est en outre avantageux de mettre en place des moyens adaptés, par exemple un ressort de torsion 166 au niveau de la solidarisation avec le levier 151.

Tel que précisé plus haut, en fin d'actionnement, le noyau 120 reprend sa position initiale, la manette 50 reste en place, et le mécanisme d'entraînement 150 retourne en position haute où il n'est plus solidaire de l'embase 53 de la manette 50 : figure 7D. Dans le cas où le bloc de commande à distance 20 fonctionne en tant que réarmeur, seule cette séquence est effectuée : un déclenchement replace la manette 50 dans la position de la figure 7A, et l'actionnement du noyau 120 reproduit la fermeture de la figure 7C. Dans le cas d'une télécommande permettant également d'ouvrir un disjoncteur 2, l'actionnement du noyau 120 doit aussi pouvoir faire pivoter la manette 50 dans l'autre direction, c'est-à-dire exercer une traction sur l'extrémité de l'embase 53 de la manette 50, ou une poussée de l'autre côté de l'axe de pivotement 52 de la manette 50: un dispositif supplémentaire s'avère alors nécessaire.

Selon l'invention, un aiguillage 170 est mis en place pour assurer que la bielle 160 puisse, en fonction de la position de la manette 50, agir d'un côté ou l'autre de son axe de pivotement 52 afin d'assurer la fermeture des contacts 4. En particulier, un guide 171, de préférence gravé sur une paroi latérale 10 du boîtier 21, permet de diriger la traverse d'extrémité 161 de la bielle 160 vers l'une ou l'autre des trajectoires, la liberté relative de la bielle 160 par rapport au levier 151 permettant ce changement d'orientation. Pour diriger la tige 161 vers l'une ou l'autre des trajectoires 171A, 171B, de préférence, une pièce 172 en V basculant, illustrée dans un mode de réalisation préféré en figures 8, est intégrée dans le boîtier 21 du bloc de télécommande 20. En particulier, la pièce 172, par exemple en plastique, pivote autour d'un axe 173 et suit le mouvement de la manette 50 dont l'embase 53 comprend une partie 57 pouvant coopérer avec un premier bras 174 de la pièce en V 172 en position fermée de sorte que le deuxième bras 175 du V ferme la trajectoire de fermeture 171A (figures 7D, 8B). Ainsi, en fin d'actionnement, l'extrémité de la bielle 161 appuie sur la manette 50 qui fait pivoter la pièce en V 172 ; lors du retour de la bielle 160 vers la position initiale, la manette 50 et la pièce en V 172 restent dans leur position ; en fin de course, la bielle 160 parvient à franchir l'aiguillage 170 en raison de la force exercée par le mécanisme d'actionnement 150 et une relative souplesse du deuxième bras 175 ; une fois l'aiguillage 171 dépassé, la pièce en V 172 reprend sa position, la force de la manette 50 et la rigidité de son premier bras 175 étant supérieures à la force de rappel du ressort 166 couplant la bielle au levier ; la bielle 160 pivote donc légèrement vers la deuxième trajectoire du guide gravé 171.

Lors de l'actionnement du noyau plongeur 120, tel qu'illustré en figure 7E, le levier 151 est sollicité en rotation et la bielle 160 en translation, mais la gravure 171 sur le boîtier 21 dirige la bielle 160 vers une autre partie de la manette 50, en particulier une zone d'appui 58 située de l'autre côté de son axe 52. De fait, grâce au mouvement combiné rectiligne et angulaire de la bielle 160, le renvoi de la transmission du mouvement de l'électroaimant 120 d'un côté ou l'autre de la manette 50 est possible dans un passage étroit. La zone d'appui 58 peut être similaire à la gorge 55 précédente ; cependant, étant donné que la force nécessaire à l'ouverture des contacts 4 est très inférieure à la force de réarmement (voir figure 2), il est possible d'engager moins fortement la bielle 160 et la manette 50 ; notamment, la coopération de la tige d'extrémité 161 de la bielle 160 avec la surface agissant en tant que came 58 de l'embase 53 de la manette peut suffire à entraîner la manette et les contacts dans une position d'ouverture sur le début du mouvement après le point de libération d'énergie et avant la position pôles soudés. Dans cette action de déclenchement, suivant le profil et la force nécessaire, il est possible que les moyens faisant ressort 162 de la bielle 160 soient sollicités, mais le déclenchement est usuellement réalisé par rotation directe.

Une fois la manette en position ouverte, la pièce en V 172 est libre en rotation : figure 7F (et figure 7A). Dans un mode de réalisation, la pièce en V 172 est montée folle : lors du retour de la bielle 160 en position de repos, en fin d'impulsion, la force de rappel du mécanisme d'entraînement 150 est suffisante pour entraîner le deuxième bras 175 de la pièce en V 172 vers une ouverture de la trajectoire de fermeture (figures 8A et 7F). Il est cependant préféré de mettre en place un ressort précontraint 176 au niveau de la pièce en V 172 pour calibrer la force qui repousse la bielle 160 dans l'aiguillage d'ouverture 171A.

Il est à noter que, lors de l'ouverture du disjoncteur 2 suite à un déclenchement sur défaut, et donc externe au bloc de déclenchement 20, le levier 151 de la télécommande 20 n'oppose pas de résistance à la force de retour de la manette 50 en position ouverte : l'aiguillage 170 est monté fou, donc n'implique ni effort, ni frottement, ni coincement de la manette 50 en position intermédiaire. La solution est donc fiable, peu volumineuse, simple et ne contient que peu de pièces, contrairement aux solutions présentées dans les documents FR 2 840 449 ou FR 2 535 520.

Le mécanisme d'actionnement selon le mode de réalisation préféré de l'invention permet ainsi un entraînement rapide et bidirectionnel de la manette 50, ceci par l'intermédiaire de pièces simples qui en outre ne subissent pas de contraintes en positions stables. Par ailleurs, il est avantageux d'optimiser la loi de commande impulsionnelle de l'actionneur électromagnétique 100 afin de coller au mieux aux courbes d'effort illustrées en figure 2 de la manette 5 des disjoncteurs 2 lors de la fermeture, et accessoirement de l'ouverture, des contacts, afin de protéger ces derniers en limitant le choc de fermeture par exemple.

Notamment, selon l'invention, l'actionneur électromagnétique 100 est relié à des moyens de commande de l'unité de traitement 23 pour produire des impulsions de tension électrique dans la bobine 102 qui est alimentée en courant alternatif, par les moyens de commande. Notamment, une loi telle que décrite dans la demande de brevet intitulée Unité de traitement comportant des moyens de commande d'un actionneur électromagnétique et actionneur électromagnétique comportant une telle unité de traitement déposée ce jour par la demanderesse peut être utilisée.

En particulier, comme représenté sur la figure 10, les moyens de commande sont destinés à générer une trame d'ondes de tension périodique comprenant au moins n alternances Si redressées. A titre d'exemple de réalisation, la trame d'ondes de courant périodique a une durée égale ou supérieure à 50 ms. Selon un mode préférentiel de réalisation, chaque alternance Si comprend au moins un premier et au moins un second ordre impulsionnel d'excitation SA, SB.

Le premier ordre impulsionnel d'excitation SA commence sensiblement à un zéro de tension d'une alternance S et le second ordre impulsionnel d'excitation SB se termine sensiblement à un zéro de tension de ladite alternance S. L'énergie électrique générée par les ordres impulsionnels d'excitation d'une première alternance Si est inférieure ou égale à l'énergie électrique générée par les ordres impulsionnels d'excitation d'une seconde alternance S;+1 postérieure à ladite première alternance Si. De préférence, la dernière alternance S^ redressée de la trame d'onde envoyée par les moyens de commande comprend un second ordre impulsionnel d'excitation SB commençant sensiblement à la fin du premier ordre impulsionnel d'exitation SA. Avantageusement, pour garantir un actionnement efficace dans le plus grand nombre de situations, les moyens de commande génèrent une trame d'ondes de tension périodique comprenant au moins cinq alternances redressées successives.

Selon une variante de réalisation illustrée en hachures inversées sur la figure 10, les moyens de commande génèrent au moins une alternance redressée comprenant au moins un troisième ordre impulsionnel d'excitation Sc. Ledit au moins troisième ordre impulsionnel d'excitation Sc s'intercale temporellement entre lesdits premier et second ordres impulsionnels SA, SB.

Le bloc de commande à distance 20 selon l'invention est ainsi optimisé pour garantir une dynamique de fermeture, et éventuellement d'ouverture, d'appareils par ses choix. En particulier, il est possible d'obtenir une vitesse relativement lente en début d'actionnement pour assurer les prises en charge des pièces entre elles, puis d'accélérer pour donner effort et puissance, qui en outre peuvent être variables en fonction des configurations, pour enfin ralentir en fin de mouvement pour minimiser l'énergie de choc. Cette optimisation est obtenue par une loi de commande qui développe un déplacement progressif en boucle ouverte ou fermée en moins de 200 ms, par un électroaimant 100 à noyau mobile 120 dont l'effort à l'entrefer e (c'est-à-dire maximal) est suffisant alors que la course totale est compatible avec la rotation de la manette 50, et un mécanisme 150 permettant la transformation des déplacements et forces. En particulier, les différentes solutions préférées selon l'invention ont un effet synergique.

Bien que l'invention ait été décrite en référence à un système de déclenchement électronique d'un appareil de coupure électrique, elle ne s'y limite pas : d'autres éléments peuvent être concernés par l'invention.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Mécanisme d'entraînement (150) d'une manette pivotante (50) par un actionneur linéaire (100) comprenant : un premier bras (151) comprenant des moyens de fixation (153) à l'actionneur (100), un premier axe (152) autour duquel ledit bras (151) pivote, et des moyens de solidarisation (155) à un deuxième bras (160), les moyens de solidarisation (155), l'axe (152) et les moyens de fixation (153) définissant deux segments du premier bras (151), et un deuxième bras (160) comprenant une première extrémité couplée aux moyens de solidarisation (155) du premier bras (151) et une deuxième extrémité (161) comprenant des moyens de couplage débrochable à la manette (50), caractérisé par des moyens faisant ressort (162) emmagasinant de l'énergie lors de l'actionnement de sorte que la deuxième extrémité (161) du deuxième bras (160) peut prendre deux positions pour chaque position des moyens de fixation (153) du premier bras (151).
2. 2. Mécanisme d'entraînement (150) selon la revendication 1 dans lequel les moyens faisant ressort (162) sont localisés sur le deuxième bras (160).
3. 3. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 2 dans lequel le deuxième bras (160) comprend deux parties (160A, 160B) coulissant l'une par rapport à l'autre, une extrémité de la première partie (160A) étant couplée par les moyens faisant ressort (162) à une extrémité de la deuxième partie (160B).
4. 4. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 3 dans lequel les moyens faisant ressort comprenant au moins un ressort (162) et la première partie (160A) du deuxième bras (160) comprend un logement (163) pour le ressort (162). 30
5. 5. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 4 dans lequel les moyens faisant ressort comprennent deux ressorts (1621, 1622) identiques parallèles, et la première 29 25partie (160A) du deuxième bras (160) comprend deux cages (163) solidarisées par une paroi commune pour loger chacun des ressorts (162).
6. 6. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 4 ou 5 dans lequel chaque ressort (162) est monté sur une âme (164) coulissant à travers une paroi d'extrémité de la première partie (160A) du deuxième bras (160).
7. 7. Mécanisme d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le premier axe (152) du premier bras (151) est localisé à une extrémité du premier bras 10 (151), et le rapport de longueur entre les deux segments est compris entre 4/5 et 1.
8. 8. Mécanisme d'actionnement d'un appareil électrique (20) comprenant un mécanisme d'entraînement (150) selon l'une des revendications 1 à 7 et une manette pivotante (50), la manette (50) comprenant une embase (53) avec une première zone d'appui 15 (55) pouvant coopérer avec les moyens de couplage (161) du deuxième bras (160) du mécanisme d'entraînement (150).
9. 9. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 8 dans lequel l'embase (53) de la manette (50) comprend une deuxième zone d'appui (58) pouvant coopérer avec les 20 moyens de couplage (161) du deuxième bras (160) du mécanisme d'entraînement (150), la première (55) et la deuxième (58) zone d'appui étant localisées de part et d'autre de l'axe de pivotement (52) de la manette (50).
10. 10. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 9 comprenant en outre un système 25 d'aiguillage (170) permettant de guider les moyens de couplage (161) du deuxième bras (160) du mécanisme d'entraînement (150) vers la première ou la deuxième zones (55, 58) d'appui.
11. 11. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 10 dans lequel le système 30 d'aiguillage comprend un guide (171) avec deux trajectoires coopérant avec l'extrémité de couplage (161) du deuxième bras (160), et un élément (172) dirigeant 15l'extrémité de couplage (161) vers l'une ou l'autre des deux trajectoires (171A, 171B).
12. 12. Mécanisme d'actionnement selon l'une des revendications 8 à 11 comprenant en outre un actionneur électromagnétique (100) couplé au premier bras (151) du mécanisme d'entraînement (150) par ses moyens de solidarisation (153).
13. 13. Mécanisme d'actionnement selon la revendication 12 dans lequel l'actionneur électromagnétique (100) comprend un noyau (120) et une carcasse (110) à sections rectangulaires en matériau fritté.
14. 14. Mécanisme d'actionnement selon l'une des revendications 12 ou 13 dans lequel l'actionneur électromagnétique (100) comprend des moyens de ralentissement (125, 126).
15. 15. Bloc de commande à distance (20) d'un appareillage électrique de protection (2) comprenant un mécanisme d'actionnement selon l'une des revendications 8 à 14 et des moyens de solidarisation (6) de la manette (50) du mécanisme d'actionnement (150) à la manette (5) dudit appareillage électrique (2). 20