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(11) | EP 0 813 742 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
MECHANISCHES UND-GLIED ZUR GEGENSEITIGEN VERRIEGELUNG VON LEISTUNGSSCHALTERN MECHANICAL AND-MEMBER FOR MUTUALLY LOCKING POWER SWITCHES OPERATEUR MECANIQUE "ET" DE BLOCAGE MUTUEL D'INTERRUPTEURS DE PUISSANCE |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein mechanisches UND-Glied zur gegenseitigen Verriegelung von drei Leistungsschaltern mit folgenden Merkmalen:
- jeder Leistungsschalter ist mit einem biegsamen Übertragungsorgan versehen, wobei
- zwei der Übertragungsorgane in Abhängigkeit von der Schaltstellung der zugehörigen Leistungsschalter im Sinne eines dem UND-Glied zuzuführenden Eingangssignales und das verbleibende Übertragungsorgan durch gleichzeitige Betätigung der beiden ersten Übertragungsorgane im Sinne eines zu dem dritten Leistungsschalter zu übertragenden Ausgangssignales betätigbar sind,
- das UND-Glied weist einen Träger sowie einen relativ zu dem Träger bewegbaren Kupplungschlitten auf,
- jedes biegsame Übertragungsorgan weist einen Mantel und einen in dem Mantel verschiebbaren
Seilzug auf, wobei
- der Träger als Widerlager zur Abstutzung der Mäntel ausgebildet ist,
- die Übertragungsorgane sind mit dem Träger derart verbunden, daß die Seilzüge mit parallelen Längsachsen in das UND-Glied eintreten,
- jeder der Seilzüge ist zur Verbindung mit dem Kupplungsschlitten mit einem Mitnehmer versehen,
- der Kupplungsschlitten ist als Balken ausgebildet, der sich quer zu den Längsachsen der Seilzüge erstreckt und die Mitnehmer der Seilzüge mit gegenseitigen Abstand aufnimmt,
- der das Ausgangssignal übertragende Seilzug ist mit dem Kupplungsschlitten außenliegend verbunden, während der Seilzug für das eine der Eingangssignale etwa mittig und der dem verbleibenden Eingangssignal zugeordnete Seilzug dem das Ausgangssignal übertragenden Seilzug gegenüberliegend mit dem Kupplungsschlitten verbunden ist,
- die den Eingangssignalen zugeordneten Seilzüge sind mit einander entgegengesetzter Wirkungsrichtung angeordnet.
[0002] Ein UND-Glied dieser Art ist durch die DE 44 09 172 A1 bekanntgeworden. Dabei sind die Seilzüge gegenüber dem Kupplungsschlitten durch Federn vorgespannt. Daher erfordert es die gewünschte Funktion, daß die Federkräfte genau abgestimmt sind. Bei einem anderen bereits bekannten UND-Glied nach der DE 36 11 020 Al, das dem eingangs genannten UND-Glied ähnlich ist, sind die biegsamen Übertragungsorgane als Drahtauslöser ausgebildet, die Druckkräfte übertragen. Der Kupplungsschlitten wird durch einen Drahtauslöser für ein erstes Eingangssignal verschoben und dient selbst als Träger des Drahtauslösers für das zweite Eingangssignal. Auf diese Weise kommt am Ausgang des UND-Gliedes erst dann ein vollständiger Hub zustande, wenn beide Eingangssignale vorliegen. Diese Arbeitsweise erfordert es jedoch, daß der Drahtauslöser für das zweite Eingangssignal verschiebbar geführt werden muß. Ferner bedarf es einer sorgfältigen Justierung aller Drahtauslöser, um sicherzustellen, daß nur bei vollständigem Hub beider Drahtauslöser für die Eingangssignale die richtige Betätigung des Drahtauslösers für das Ausgangssignal erfolgt und somit nur dann der erwünschte Vorgang eintritt. Zu diesem Zweck ist bei dem bekannten UND-Glied zwischen den Kupplungsschlitten und den Drahtauslöser für das Ausgangssignal zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ein abgestufter Zwischenhebel vorgesehen.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines mechanischen UND-Gliedes zu vereinfachen und eine zuverlässige Arbeitsweise sicherzustellen.
[0004] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch folgende weitere Merkmale gelöst:
- der Mitnehmer wirkt mit dem Kupplungsschlitten im Sinne einer Freilaufkupplung derart zusammen, daß zwischen dem Kupplungsschlitten und den Seilzügen nur Zugkräfte übertragbar sind,
- im unbetätigten Ruhezustand des UND-Gliedes liegen der Mitnehmer des in mittlerer Position mit dem Kupplungsschlitten verbundenen Seilzuges und der Mitnehmer des Seilzuges für das Ausgangssignal an dem Kupplungsschlitten an, während der Mitnehmer des in außenliegender Position angeordneten Seilzuges für das eine Eingangssignal dem Kupplungsschlitten mit einem Abstand derart gegenübersteht, daß der Kupplungsschlitten bei einer Betätigung des in der mittleren Position angebrachten Seilzuges um den Mitnehmer des in außenliegender Position angebrachten Seilzuges schwenkbar ist.
[0005] Das UND-Glied nach der Erfindung hat die Eigenschaft, daß nur ein vollständiger Hub der Seilzüge für die Eingangssignale den Seilzug für das Ausgangssignal betätigt. Liegt nur eines der Eingangssignale an, so bleibt der Seilzug für das Ausgangssignal in Ruhe.
[0006] Im Unterschied zu dem eingangs bekannten UND-Glied werden bei dem UND-Glied nach der Erfindung nur Zugkräfte übertragen. Dies führt zu der Möglichkeit, die Seilzüge der biegsamen Übertragungsglieder mit dem Kupplungsschlitten direkt zu verbinden. Im Rahmen der Erfindung kann daher von der Verwendung besonderer Führungsmittel für den Kupplungsschlitten abgesehen werden. Vielmehr kann der Kupplungsschlitten an dem Träger allein durch die Seilzüge geführt sein. Auf diese Weise richtet sich der Kupplungsschlitten an den Seilzügen aus. Eine solche Anordnung erweist sich als besonders reibungsarm und unterliegt praktisch keinem Verschleiß.
[0007] Bei ausreichenden Abmessungen des UND-Gliedes ist die relative Änderung des Abstandes der Seilzüge beim Schwenken des Kupplungsschlittens so gering, daß von besonderen Mitteln zum Ausgleich des Fluchtungsfehlers abgesehen werden kann. Wird jedoch angestrebt, das UND-Glied zur Verwendung bei Leistungsschaltern mit kompakten Abmessungen gleichfalls klein und kompakt zu gestalten, so empfiehlt es sich, daß der Kupplungsschlitten sich in seiner Längsrichtung erstreckende Langlöcher zur Aufnahme je eines Gleitstückes zum Durchtritt der den Eingangssignalen zugeordneten Seilzüge besitzt. Bei dieser Anordnung richtet sich der Kupplungsschlitten nach dem verbleibenden dritten, dem Ausgangssignal zugeordneten Seilzug aus.
[0008] Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
[0010] Die Figuren 2 und 3 zeigen ein UND-Glied schematisch in der Draufsicht und in einer Seitenansicht.
[0011] Die Figur 4 zeigt das UND-Glied gemäß den Figuren 2 und 3 beim Vorliegen eines der Eingangssignale, während die Fig. 5 den Zustand beim Vorliegen des anderen Eingangssignales darstellt.
[0012] In der Figur 6 ist der Zustand gezeigt, daß beide Eingangssignale vorliegen und demgemäß ein Ausgangssignal abgegeben wird.
[0013] In der Figur 1 ist schematisch ein Schaltbild mit drei Leistungsschaltern LS1, LS2 und LS3 gezeigt. Dabei sind die Leistungsschalter LS1 und LS2 jeweils einer Netzeinspeisung über einen Transformator zugeordnet, während der Leistungsschalter LS3 einem Notstromgenerator G zugeordnet ist. In einer solchen Schaltung ist es aus betrieblichen Gründen erforderlich, daß der Leistungsschalter LS3 geöffnet ist, wenn einer der Leistungsschalter LS1 und LS2 geschlossen sind.
[0014] Ein mechanisches UND-Glied U, unter dessen Verwendung die vorstehend beschriebene Aufgabe der gegenseitigen Verriegelung der Leistungsschalter LS1, LS2 und LS3 zu lösen ist, zeigen die folgenden Figuren. Zunächst wird der Aufbau des UND-Gliedes anhand der Figuren 2 und 3 erläutert. Das UND-Glied U weist einen beispielsweise aus Blech bestehenden Träger T auf, der an der Oberkante und an der Unterkante zur Bildung eines Randsteges T1 zweifach abgekantet ist. Öffnungen T2 dienen zur beliebigen Befestigung des UND-Gliedes U in einer Schaltanlage oder an einem Leistungsschalter. Die Abkantungen des Trägers T dienen als Widerlager von drei biegsamen Übertragungsorganen S1, S2 und S3, die jeweils einen Mantel S4, S5 bzw. S6 sowie einen in dem Mantel S4, S5, S6 geführten Seilzug S7, S8 und S9 aufweisen. Zur Abstützung der Mäntel S4, S5 und S6 der biegsamen übertragungsorgane S1, S2 und S3 an dem Träger T ist jeweils ein Endstück S10 vorgesehen. Im Bereich des UND-Gliedes U weisen die Seilzüge 57, 58 und S9 parallele Längsachsen auf.
[0015] Die Seilzüge S7, S8 und S9 sind mit einem balkenartigen Kupplungsschlitten K verbunden, der aus zwei parallelen Blechteilen K6 gebildet ist, wie näher der Figur 3 zu entnehmen ist. Beide Blechteile K6 sind durch vernietete Abstandsstücke K7 verbunden. Die Seilzüge 57, S8 und S9 durchsetzen je ein zylindrisches Gleitstück K1, K2 bzw. K3, das in gegenüberliegende Öffnungen des Kupplungsschlittens K eingreift. Dabei sind die Öffnungen für die Gleitstücke K1 und K2 als Langlöcher K4 bzw. K5 ausgebildet. Der Kupplungsschlitten K ist somit durch die Verbindung mit den Seilzügen S7, S8 und S9 schwimmend an dem Träger T gelagert. Lediglich zur Sicherung des Kupplungsschlittens K im entspannten Zustand der Seilzüge S7, S8 und S9 ist auf die Randstege T1 ein Schutzdeckel T3 aufgelegt, der in der Figur 3 gezeigt ist. In der Figur 2 ist der Schutzdeckel T3 fortgelassen, damit der Kupplungsschlitten K vollständig sichtbar ist. Jeder der Seilzüge S7, S8 und S9 ist mit einem zugehörigen Mitnehmer S11, S12 bzw. S13 versehen. Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, liegen die Mitnehmer S12 und S13 an den Gleitstücken K2 und K3 an, während der Mitnehmer S11 in einem Abstand D von dem Gleitstück K1 steht.
[0016] Für die Wirkungsweise des UND-Gliedes U ist die Anordnung der Übertragungsorgane S1, S2 und S3 relativ zu dem Kupplungsschlitten K von Bedeutung. Wie die Figur 2 zeigt, greifen die den Eingangssignalen E1 und E2 zugeordneten Seilzüge S7 und S8 der Übertragungsorgane S1 und S2 in entgegengesetzter Richtung an dem Kupplungsschlitten K an. Der Seilzug S9 des Übertragungsorgans S3 für das Ausgangssignal A ist parallel zu dem Seilzug S7 angeordnet und greift am gegenüberliegenden Ende des Kupplungsschlittens K an. Der Seilzug S8 des Übertragungsorgans S2 für das Eingangssignal E2 greift etwa mittig an dem Kupplungsschlitten K an und wirkt in der entgegengesetzten Richtung wie die Seilzüge S7 und S9.
[0017] Die Übertragungsorgane S1 und S2 sind je einem Eingangssignal E1 bzw. E2 zugeordnet, während das Übertragungsorgan S3 zur Fortleitung eines Ausgangssignals A dient. In dem Zustand des UND-Gliedes U gemäß den Figuren 2 und 3 liegen keine Eingangssignale E1 und E2 vor. Demgemäß befindet sich der Kupplungsschlitten K in seiner Ruhestellung, in der er auf eine mit "0" bezeichnete strichpunktierte Grundstellung ausgerichtet ist. Die Bezeichnungen der Eingangssignale E1 und E2 sowie des Ausgangssignales A sind in Klammern gesetzt, um anzudeuten, daß diese Signale nicht aktiv sind.
[0018] In der Figur 4 ist der Zustand dargestellt, daß ein Eingangssignal El auf den Seilzug S7 wirkt. Der Mitnehmer S steht dem Gleitstück K1 nun nicht mehr in dem Abstand D, sondern in einem kürzeren Abstand D1 gegenüber. Der Kupplungsschlitten K bleibt somit unbetätigt, so daß auch kein Ausgangssignal A abgegeben wird.
[0019] In der Figur 5 ist gezeigt, daß der Kupplungsschlitten K eine geneigte Stellung einnimmt, wenn anstelle des Eingangssignales E1 ein Eingangssignal E2 vorliegt. Der Seilzug S8 für die Ausgangsseite des UND-Gliedes U bleibt jedoch in Ruhe, wie daran zu erkennen ist, daß das Gleitstück K3 unverändert in der Bezugsebene "C" verharrt.
[0020] Treten jedoch beide Eingangssignale E1 und E2 auf, wie dies die Figur 6 zeigt, so wird der Kupplungsschlitten K mitgenommen und aus der Bezugsebene "0" in die darunterliegende Bezugsebene "1" parallel zu sich selbst verschoben. Dabei wird der Seilzug S9 betätigt, was der Abgabe des Ausgangssignales A entspricht. Dieses dient in bekannter Weise dazu, den Leistungsschalter LS3 (Fig. 1) gegen Einschaltung zu sperren, wenn durch das Schließen der Leistungsschalter LS1 und LS2 die Eingangssignale E1 und E2 abgegeben werden.
- jeder Leistungsschalter (LS1, LS2, LS3) ist mit einem biegsamen Übertragungsorgan (S1, S2, S3) versehen, wobei
- zwei der Übertragungsorgane (S1, S2) in Abhängigkeit von der Schaltstellung der zugehörigen Leistungsschalter (LS1, LS2) im Sinne eines dem UND-Glied (U) zuzuführenden Eingangssignales (E1, E2) und das verbleibende Übertragungsorgan (S3) durch gleichzeitige Betätigung der beiden ersten Übertragungsorgane (S1, S2) im Sinne eines zu dem dritten Leistungsschalter (LS3) zu übertragenden Ausgangssignales (A) betätigbar sind,
- das UND-Glied (U) weist einen Träger (T) sowie einen relativ zu dem Träger (T) bewegbaren Kupplungschlitten (K) auf,
- jedes biegsame Übertragungsorgan (S1, S2, S3) weist einen Mantel (S4, S5, S6) und einen in dem Mantel (S4, S5, S6) verschiebbaren Seilzug (S7, S8, S9) auf, wobei
- der Träger (T) als Widerlager zur Abstützung der Mäntel (S4, S5, S6) ausgebildet ist,
- die Übertragungsorgane (S1, S2, S3) sind mit dem Träger (T) derart verbunden, daß die Seilzüge (S7, S8, S9) mit parallelen Längsachsen in das UND-Glied (U) eintreten,
- jeder der Seilzüge (S7, S8, S9) ist zur Verbindung mit dem Kupplungsschlitten (K) mit einem Mitnehmer (S11, S12, S13) versehen,
- der Kupplungsschlitten (K) ist als Balken ausgebildet, der sich quer zu den Längsachsen der Seilzüge (S7, S8, S9) erstreckt und die Mitnehmer (S11, S12, S13) der Seilzüge (S7, S8, S9) mit gegenseitigem Abstand aufnimmt,
- der das Ausgangssignal (A) übertragende Seilzug (S9) ist mit dem Kupplungsschlitten (K) außenliegend verbunden, während der Seilzug (S8) für das eine (E2) der Eingangssignale (E1, E2) etwa mittig und der dem verbleibenden Eingangssignal (E1) zugeordnete Seilzug (S7) dem das Ausgangssignal (A) übertragenden Seilzug (S9) gegenüberliegend mit dem Kupplungsschlitten (K) verbunden ist,
- die den Eingangssignalen (E1, E2) zugeordneten Seilzüge (S7, S8) sind mit einander entgegengesetzter Wirkungsrichtung angeordnet,
gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:- der Mitnehmer (S11, S12, S13) wirkt mit dem Kupplungsschlitten (K) im Sinne einer Freilaufkupplung derart zusammen, daß zwischen dem Kupplungsschlitten (K) und den Seilzügen (S7, S8, S9) nur Zuqkräfte übertragbar sind,
- im unbetätigten Ruhezustand des UND-Gliedes (U) liegen der Mitnehmer (S12) des in mittlerer Position mit dem KupplungsSchlitten (K) verbundenen Seilzuges (S8) und der Mitnehmer (S13) des Seilzuges (S9) für das Ausgangssignal (A) an dem Kupplungsschlitten (K) an, während der Mitnehmer (S11) des in außenliegender Position angeordneten Seilzuges (S7) für das eine Eingangssignal (E1) dem Kupplungsschlitten (K) mit einem Abstand (D) derart gegenübersteht, daß der Kupplungsschlitten (K) bei einer Betätigung des in der mittleren Position angebrachten Seilzuges (S8) um den Mitnehmer (S13) des in außenliegender Position angebrachten Seilzuges (S9) schwenkbar ist.
dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsschlitten (K) an dem Träger allein durch die Seilzüge (S7, S8, S9) geführt ist.
dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsschlitten (K) sich in seiner Längsrichtung erstreckende Langlöcher (K4, K5) zur Aufnahme je eines Gleitstückes (K1, K2) zum Durchtritt der den Eingangssignalen (E1, E2) zugeordneten Seilzüge (S7, S8) besitzt.
- each circuit breaker (LS1, LS2, LS3) is provided with a flexible transmission member (S1, S2, S3),
- two of the transmission members (S1, S2) being operable as a function of the switch position of the associated circuit breakers (LS1, LS2) in the sense of an input signal (E1, E2) which is to be supplied to the AND gate (U), and the remaining transmission member (S3) being operable by simultaneous operation of the two first transmission members (S1, S2) in the sense of an output signal (A) which is to be transmitted to the third circuit breaker (LS3),
- the AND gate (U) has a carrier (T) as well as a coupling slide (K) which can move relative to the carrier (T),
- each flexible transmission member (S1, S2, S3) has a casing (S4, S5, S6) and a cable run (S7, S8, S9) which can be displaced in the casing (S4, S5, S6),
- the carrier (T) being designed as an opposing bearing for supporting the casings (S4, S5, S6),
- the transmission members (S1, S2, S3) are connected to the carrier (T) in such a manner that the cable runs (57, S8, S9) enter the AND gate (U) with parallel longitudinal axes,
- each of the cable runs (S7, S8, S9) is provided with a driver (S11, S12, S13) for connection to the coupling slide (K),
- the coupling slide (K) is designed as a beam which extends transversely with respect to the longitudinal axes of the cable runs (S7, S8, S9) and holds the drivers (S11, S12, S13) of the cable runs (S7, S8, S9) spaced apart from one another,
- the cable run (S9) which transmits the output signal (A) is connected, located on the outside, to the coupling slide (K), while the cable run (S8) for one (E2) of the input signals (E1, E2) is connected approximately centrally to the coupling slide (K), and the cable run (S7) which is assigned to the remaining input signal (E1) is connected to the coupling slide (K) opposite the cable run (S9) which transmits the output signal (A),
- the cable runs (S7, S8) which are assigned to the input signals (E1, E2) are arranged such that they act in mutually opposite directions,
characterized by the following features:the driver (S11, S12, S13) interacts with the coupling slide (K) in the sense of a freewheeling coupling in such a manner that only tensile forces can be transmitted between the coupling slide (K) and the cable runs (S7, S8, S9),
- when the AND gate (U) is in the unoperated, quiescent state, the driver (S12) of the cable run (S8) which is connected to the coupling slide (K) in the central position, and the driver (S13) of the cable run (S9) for the output signal (A) rest against the coupling slide (K), while the driver (S11) of the cable run (S7), which is arranged in the outer position, for one input signal (El) is opposite the coupling slide (K) and at a distance (D) from it, in such a manner that the coupling slide (K) can be pivoted, during operation of the cable run (S8) which is fitted in the central position, about the driver (S13) of the cable run (S9) which is fitted in the outer position.
- chaque disjoncteurs, (LS1, LS2, LS3) est muni d'un organe (S1, S2, S3) de transmission flexible,
- deux des organes (S1, S2) de transmission pouvant être actionnés, en fonction de la position d'ouverture-fermeture des disjoncteurs (LS1, LS2) associés, au sens d'un signal, (E1, E2) d'entrée à envoyer à l'élément (U) ET et l'organe (S3) de transmission restant pouvant être actionné en actionnant en même temps les deux premiers organes (S1, S2) de transmission au sens d'un signal (A) de sortie à transmettre au troisième disjoncteur (LS3),
- l'élément (U) ET comporte un support (T), ainsi qu'un chariot (K) de couplage mobile par rapport au support (T),
- chaque organe (S1, S2, S3) de transmission flexible comporte une enveloppe (S4, S5, S6) et un tirant (S7, S8, S9) à câble coulissant dans l'enveloppe (S4, S5, S6),
- le support (T) étant réalisé en butée pour soutenir les enveloppes (S4, S5, S6),
- les organes (S1, S2, S3) de transmission sont reliés au support (T) de telle manière que les tirants (S7, S8, S9) à câble rentrent dans l'élément (U) ET en ayant des axes longitudinaux parallèles,
- chacun des tirants (S7, S8, S9) à câble est muni d'un toc, (S11, S12, S13) d'entraînement pour la liaison avec la chariot (K) de couplage,
- le chariot (K) de couplage est réalisé en barre qui s'étend transversalement aux axes longitudinaux des tirants (S7, S8, S9) à câble et qui reçoit les tocs (S11, S12, S13) d'entraînement des tirants (S7, S8, S9) à câble à une distance mutuelle,
- le tirant (S9) à câble transmettant le signal (A) de sortie est relié. à l'extérieur. au chariot (K) de couplage, tandis que le tirant (S8) à câble pour l'un (E2) des signaux (E1, E2) d'entrée est relié, à peu prés au milieu, au chariot (K) de couplage et que le tirant (S7) à câble associé au signal (E1) d'entrée restant est relié au chariot (K) de couplage en face du tirant (S9) à câble transmettant le signal (A) de sortie,
- les tirants (S7, S8) à câble associés au signaux (E1, E2) d'entrée sont disposés en ayant des sens d'action opposés,
caractérisé par les caractéristiques supplémentaires suivantes :- le toc (S11, S12, S13) d'entraînement coopère avec le chariot (K) de couplage au sens d'un couplage en roue libre de telle manière que seul des forces de tractions peuvent être transmises entre le chariot (K) de couplage et les tirants (S7, S8, S9) à câble,
- à l'état de repos non actionné de l'élément (U) ET, le toc (S12) d'entraînement du tirant (S8) à câble, relié en position médiane au chariot (K) de couplage et le toc (S13) d'entraînement du tirant (S9) à câble, prévu pour le signal (A) de sortie, s'appliquent au chariot (K) de couplage, tandis que le toc (S11) d'entraînement du tirant (S7) à câble, monté en position extérieure et prévu pour l'un (E1) des signaux d'entrée, se trouve en face du chariot (K) de couplage, à une distance (D) telle que le chariot (K) de couplage peut, en cas d'actionnement du tirant (S8) à câble monté en la position médiane, basculer par rapport au toc (S13) d'entraînement du tirant (S9) à câble monté en position extérieure.