L'invention concerne l'actionnement d'un composant rotatif d'un système de déclenchement électrique, en particulier d'une roue codeuse agissant sur une carte électronique. Grâce à des jeux de montage, le système peut supporter les contraintes inhérentes à son fonctionnement, sans que le composant rotatif soit sollicité hormis pour la rotation préconisée.

L'invention concerne plus généralement une partie d'un appareillage électrique dans lequel le couvercle de protection de la carte électronique est agencé de façon à supporter les différentes contraintes sans que les moyens d'actionnement des composants de réglage de la carte électronique qui y sont encliquetés ne transmettent de pression auxdits composants. L'application préférée est un système de déclenchement électronique, par exemple d'un disjoncteur dont le système de protection est réglable par roues codeuses.

L'invention se rapporte également à un procédé d'assemblage d'un élément tel un système de déclenchement électronique permettant une optimisation dans les transmissions d'effort, lors du montage comme lors du fonctionnement de l'élément.

Tel qu'illustré dans le document FR 2 696 275 et schématisé en figure 1A, un disjoncteur 1 à boîtier moulé comprend un bloc de déclenchement 2 du disjoncteur 1, qui peut par exemple être interchangeable, logé dans le boîtier de l'appareil de coupure 1 et permettant d'actionner les contacts du disjoncteur 1. Par exemple, le déclencheur 2 peut être électronique : son unité de traitement reçoit des signaux fournis par des capteurs de courant ; lorsque la valeur des signaux de courant dépasse des seuils prédéterminés pendant des durées prédéfinies, un ordre de déclenchement commande un relai ouvrant les contacts.

Un tel déclencheur 2 comprend un boîtier en matière isolante, constitué d'une coquille inférieure 3 destinée à être fixée dans le boîtier de disjoncteur 1 et une coquille supérieure 4 visible de l'opérateur ; dans le boîtier 3, 4 est disposée une carte de circuit imprimé 5 : voir figure 1B.

Les seuils de déclenchement sont de préférence réglables depuis l'extérieur à l'aide de moyens 6 connectés à l'unité de traitement. La carte de circuit imprimé 5 supporte alors des commutateurs 7 de réglage qui nécessitent des ouvertures 8 dans la face avant 4 du boîtier du déclencheur 2 pour être accessibles depuis l'extérieur. L'un des modes de réalisation les plus fiables est obtenu par la mise en place de commutateurs 7 à différentes positions, notamment du type roue codeuse, par exemple à 8, 10 ou 16 positions de codage : une position angulaire prédéterminée de la roue 7 par rapport à la carte 5 correspond à un code binaire de signaux présents sur le conducteur de sortie (voir par exemple FR 2 638 918). La roue codeuse 7 est actionnée par l'intermédiaire d'un moyen d'actionnement 6 : elle comprend de façon classique un orifice central dans lequel peut s'insérer la tige du bouton d'actionnement 6 accessible depuis l'extérieur, et dont la rotation entraîne le positionnement de la roue 7 dans une position prédéterminée. Usuellement, tant que l'ensemble carte 5/roue codeuse 7 n'est pas mis en place à l'intérieur du boîtier 3, 4, la position relative en rotation de la roue codeuse 7 n'est pas stable, et rien ne permet de savoir dans quel état de réglage on se trouve. Il est par ailleurs préconisé que ce bouton de réglage 6 exerce aussi peu de contraintes que possible sur la roue codeuse 7 et le circuit imprimé 5.

Lorsque l'encombrement général du dispositif électronique n'est pas limité, il est possible d'utiliser les techniques classiques d'assemblage des moyens d'actionnement, par exemple la prolongation de l'orifice 8 par un manchon rainuré faisant ressort, tel qu'illustré dans le document DE 100 39 287. Cependant, il est de plus en plus fréquent que la place disponible pour le moyen d'actionnement 6 au dessus de la carte électronique 5 soit restreinte ce qui limite les options de mise en place. Or, en fonctionnement, le disjoncteur 1 peut générer des échappements gazeux : des surpressions (flèches), en particulier pour des systèmes électroniques d'encombrement restreint et donc d'engagement respectif roue 7/bouton 6 succinct, pourraient « éjecter » le moyen d'actionnement 6 hors de la roue codeuse 7. Bien que ceci génère une contrainte sur la roue codeuse 7, le mode de montage usuel consiste ainsi à positionner le couvercle 4 du boîtier au dessus du moyen d'actionnement 6 de sorte que le bouton 6 soit « piégé » dans l'espace résiduel.

Parmi autres avantages, l'invention vise à remédier aux problèmes de mise en place des organes de manoeuvre des roues codeuses de déclencheurs électroniques. Plus généralement, l'invention concerne les éléments d'appareillages électriques comprenant une carte électronique munie de composants de réglage rotatifs à actionner depuis l'extérieur de leur boîtier et les dispositifs permettant de commander ces composants de réglage.

Afin d'éviter les contraintes sur les composants de réglage et la carte électronique, le procédé d'assemblage selon l'invention comprend une étape de mise en place par encliquetage du moyen d'actionnement du composant de réglage dans un orifice du couvercle de protection après que ce dernier a été solidarisé à la carte, de sorte que les efforts nécessaires à l'enclenchement de la tige du moyen d'actionnement sont reportés sur le couvercle et non sur le composant de réglage, c'est-à-dire que la carte électronique ne subit pas les contraintes associées. Ce montage retardé sur la ligne de production permet en outre de dimensionner le moyen d'actionnement pour que les efforts soient repris par le couvercle également lors des réglages et du fonctionnement. L'entraînement des composants de réglage s'effectue de façon passive, mais le procédé selon l'invention tolère de plus un jeu important entre les éléments. Au vu de l'espace disponible pour la tige du moyen d'actionnement, l'encliquetage est réalisé par des moyens, comme par exemple des ergots montés sur des languettes, situés dans le plan du couvercle et non parallèlement à la tige.

Le procédé selon l'invention, sous un mode de réalisation préféré, comprend en outre une étape de test et/ou réglage, par exemple par actionnements successifs automatisés des différents moyens d'actionnement, afin d'initialiser leur position relative ainsi que le codage initial.

Sous un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de commande d'un composant de réglage rotatif associé à une carte électronique comprenant un moyen d'actionnement du composant dont une tige coopère avec lui, et un couvercle de protection de la carte. Le couvercle comprend un orifice traversant dans lequel le moyen d'actionnement peut s'encliqueter grâce à la géométrie du pourtour de l'orifice et une gorge présente entre deux faces du moyen d'actionnement. Pour permettre un tel assemblage alors que l'encombrement est réduit, le pourtour de l'orifice est muni de moyens localisés dans le même plan que le couvercle et pouvant se déplacer parallèlement audit couvercle. Ainsi, le passage formé par l'orifice est décomposé en une partie fonctionnelle et une partie de jeu. Par exemple, une ou plusieurs languettes délimitent une partie fonctionnelle de l'orifice dans laquelle le moyen d'actionnement pourra être encliqueté, les languettes faisant ressort parallèlement au couvercle grâce à la partie de jeu de l'orifice, pour s'insérer partiellement dans la gorge.

En particulier, l'encliquetage est réalisé par ergots et non sur le pourtour complet de la gorge ; avantageusement, un ergot est monté sur une extrémité d'une languette extraite du couvercle ou parallèle à lui, ce qui permet un effet ressort du couvercle lors de la mise en place. Par exemple, le pourtour de l'orifice forme une sorte de lyre. Ce mode de réalisation permet en outre un décalage simple de la languette par rapport à la surface externe du couvercle, de sorte que le moyen d'actionnement ne fasse pas saillie du couvercle une fois mis en place.

Le composant de réglage peut ainsi, une fois le système monté, être actionné de façon précise et fiable sans exercer de contraintes inutiles sur la carte électronique. Selon un mode de réalisation préféré, le moyen d'actionnement est une pièce de petites dimensions, en particulier en ce qui concerne la longueur de la tige, et fabriquée en plastique moulé. Un jeu latéral, parallèle au couvercle, peut exister lorsque le moyen d'actionnement est encliqueté dans la gorge afin d'augmenter les tolérances d'usinage et d'alignement.

L'invention est donc relative à un dispositif de commande d'un composant rotatif de réglage associé à une carte électronique qui comprend un moyen d'actionnement comprenant une première face externe, une deuxième face opposée dont la surface est inscrite dans la première face, la première et la deuxième face étant séparées l'une de l'autre par une gorge, et une tige faisant saillie de la deuxième face susceptible de coopérer avec ledit composant rotatif de réglage. Le dispositif de commande comprend en outre un couvercle de protection muni d'un orifice traversant partiellement obstrué par une languette pour former deux parties localisées sensiblement face audit composant rotatif de réglage lors de la mise en place du couvercle sur la carte électronique ; l'orifice est conçu de sorte que le moyen d'actionnement peut s'encliqueter dans le couvercle, qui vient s'insérer dans sa gorge, et tourner autour de sa tige une fois encliqueté.

Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour une carte électronique comprenant une pluralité de composants de réglage, auquel cas notamment le couvercle comprend une pluralité d'orifices correspondant chacun à un composant et le dispositif comprend une pluralité de moyens d'actionnement à encliqueter dans chaque orifice pour actionner chaque composant. Avantageusement, tous les orifices sont de forme et géométrie similaires et chaque moyen d'actionnement est identique et interchangeable.

Le composant rotatif de réglage peut être du type potentiomètre, roue codeuse ou commutateur à plusieurs positions, ou toute variante. De préférence, un composant de réglage comprend un évidement central, et son moyen d'actionnement est sous la forme d'un champignon, avec une tige et une partie supérieure sensiblement circulaire munie d'une gorge séparant deux faces, la deuxième face étant de taille inférieure à la première face visible de l'opérateur une fois le moyen d'actionnement encliqueté. Avantageusement, la deuxième face est circulaire à l'exception d'une butée qui coopère avec un passage correspondant de la partie fonctionnelle de l'orifice du couvercle, de sorte que l'insertion du moyen d'actionnement ne peut être réalisée que dans une position relative. Par exemple, cette position peut être identifiée au moyen d'une flèche gravée sur la face supérieure, gravure qui peut également servir à manoeuvrer le moyen d'actionnement et le composant de réglage en rotation, notamment par l'insertion d'un outil.

En particulier dans le cas d'un composant codeur à positions distinctes de réglage, il est préféré que le couvercle possède sur le pourtour de son orifice une butée qui permet de bloquer en rotation le moyen d'actionnement, de sorte que le débattement soit limité.

Sous un autre aspect, l'invention est relative à un élément d'un appareillage électrique, en particulier un système de déclenchement, comprenant une carte électronique munie de composants de réglage, par exemple des codeurs, associés à un dispositif de commande tel que présenté plus haut. En particulier, l'invention concerne un appareil de coupure électrique dont les contacts peuvent être déclenchés par ce système.

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 limitatifs, représentés dans les figures annexées.

• Les figures 1A et 1B, déjà décrites, illustrent un disjoncteur muni d'un déclencheur électronique ainsi que la mise en place classique du moyen d'actionnement d'un codeur.
• La figure 2 montre de manière schématique le procédé de montage selon l'invention.
• Les figures 3A à 3C représentent les différents composants d'un système de déclenchement selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
• La figure 4 illustre le débattement d'un moyen d'actionnement par rapport au couvercle.

Dans un système de déclenchement 10 selon un mode de réalisation de l'invention, tel que schématisé en figure 2, la carte électronique 12 munie de composants de réglage 14 nécessaires, ici des roues codeuses, est mise en place dans un boîtier, puis le couvercle 16 est solidarisé de manière appropriée. Une face 17 du couvercle 16 est sensiblement parallèle à la carte 12 ; elle est dotée d'orifices 18 alignés selon une normale à elle-même avec les codeurs 14 à actionner de la carte 12, l'alignement tolérant un certain jeu, tel qu'il apparaîtra plus clairement à la lecture de la description. Les systèmes de déclenchement 10 peuvent être associés à des disjoncteurs tels que présentés en référence à la figure 1, et leur taille est minimisée ; en particulier, selon un mode de réalisation préféré, la distance libre au dessus de la carte électronique 12 est inférieure à 7 mm, sachant que la roue codeuse 14 en occupe, en hauteur, de l'ordre des deux tiers : le moyen d'actionnement 20 ne peut alors pas occuper un espace conséquent, ce qui restreint les options de fabrication.

Une fois le boîtier du déclencheur 10 réalisé, des moyens d'actionnement 20 comprenant une tige 22 dimensionnée de façon à pouvoir coopérer avec les roues codeuses 14 sont mis en place par encliquetage dans les orifices 18 ; en particulier, selon un mode préféré de réalisation, la tige 22 est très courte, inférieure à 2,5 mm. La coopération peut être réalisée par tout moyen connu, mais de préférence, les roues codeuses 14 comprennent un évidement 24 dans lequel la tige 22 du moyen d'actionnement 20 vient s'insérer ; une asymétrie sur les deux éléments 22, 24, par exemple une surface plane sur un engagement circulaire (voir figure 3A), permet à la fois un détrompage du composant 14 et un entraînement passif lors de la rotation de la tige 22. Pour éviter toute contrainte sur la carte 12, il est préférable que la longueur de la tige 22 soit inférieure à la distance disponible jusqu'au fond de l'évidement 24 du composant de réglage 14 de sorte qu'un jeu longitudinal entre composant 14 et moyen d'actionnement 20 soit présent (figure 3B). Ainsi, que ce soit lors de l'encliquetage du moyen d'actionnement 20 sur le couvercle 16 ou en présence d'une surpression occasionnée par la coupure du disjoncteur sous la carte 12, un contact entre tige 22 et roue codeuse 14 est évité : la carte électronique 12 est protégée de ces contraintes sans affecter la précision de l'entraînement en rotation.

Il est à noter que les différents termes de position (« supérieure », « sous », etc.) sont relatifs à la forme générale du système de déclenchement lors de sa fabrication, la face 17 du couvercle 16 étant considérée comme placée horizontalement sur la carte 12 ; il est entendu que ces termes ne sont pas limitatifs dans la position du système selon l'invention.

Au vu des contraintes sur les dimensions de l'ensemble préféré selon l'invention, l'encliquetage est réalisé par le fait que le couvercle 16 fait ressort au niveau de ses orifices 18 et vient s'insérer dans une gorge 26 de l'élément supérieur 28 du moyen d'actionnement 20 ; de fait, le pourtour des orifices 18 peut être inclus dans l'épaisseur de la face 17 du couvercle 16, ou en être légèrement décalé, c'est-à-dire que l'encliquetage se fait sensiblement au niveau du couvercle 16. En particulier, l'orifice 18 n'est pas prolongé d'un manchon faisant ressort à son extrémité ; il est partiellement obstrué par des moyens 30 qui permettent de délimiter deux parties 18A, 18B de l'orifice 18 : une partie centrale 18A fonctionnelle, dans laquelle est positionné et encliqueté le moyen d'actionnement 20, entourée d'une partie de jeu 18B qui permet au moins aux moyens d'obstruction 30 de partiellement s'insérer dans la gorge 26. Les moyens d'obstruction 30 sont du type languette solidarisée par exemple à une extrémité à la face 17 du couvercle, et pouvant faire ressort latéralement, parallèlement à cette face 17 afin de s'encliqueter dans la gorge 26. Ce choix tire parti du fait que le couvercle 16 est usuellement en plastique rigide moulé qu'il est facile de mettre en forme même pour un profil relativement complexe du pourtour de l'orifice 18, et permet de simplifier le dessin et la fabrication des éléments d'actionnement 20, y compris de minimiser leur taille ; notamment, les moyens d'actionnement 20 sont réalisés en matériau isolant en une seule partie, par exemple en plastique moulé.

Par ailleurs, grâce au système d'encliquetage selon l'invention, il est possible de tolérer un jeu latéral de l'élément d'actionnement 20 dans la partie fonctionnelle 18A de l'orifice 18 ; par exemple, pour une tige 22 dont la section s'inscrit dans un cercle de diamètre de l'ordre de 2 mm, l'orifice 18 peut permettre un déplacement latéral de ± 0,4 mm du moyen d'actionnement 20 une fois celui-ci encliqueté, c'est-à-dire une tolérance totale de l'ordre de 20 % dans l'alignement entre orifice 18 du couvercle 16 et évidement 24 du composant 14. Cette option est particulièrement avantageuse car, outre qu'elle facilite le montage et l'assemblage, elle diminue les coûts en fabrication et en rebut sans altérer la précision future de manoeuvre sur la carte électronique 12.

Le moyen d'actionnement 20 se présente ainsi sous la forme générale d'un champignon, avec une tige 22 et une partie supérieure 28. Selon un mode de réalisation préféré, la partie supérieure 28 comprenant la gorge d'encliquetage 26 est de forme générale circulaire, ses dimensions étant optimisées pour permettre une manoeuvre facile et garantir la tenue aux contraintes électriques et mécaniques de la face avant du déclencheur 10 une fois le moyen d'actionnement 20 monté ; par exemple, la partie supérieure 28 visible de l'élément d'actionnement 20 est un cercle de l'ordre de 10 mm de diamètre, et d'épaisseur totale de l'ordre de 3 à 4 mm.

La partie supérieure 28 du moyen d'actionnement 20 comprend une première face 32 visible de l'opérateur, et restant « au-dessus » du couvercle 16 après montage, par exemple d'épaisseur de l'ordre de 0,8 mm ; avantageusement, la première face 32 est dotée de moyens 33 permettant l'entraînement en rotation de l'élément d'actionnement 20 et par suite du composant 14. Par exemple, une fente, de préférence une flèche 33 qui permettra de repérer les diverses positions relatives, est aménagée dans la partie supérieure 28 de sorte qu'un outil peut y être inséré pour la mise en place puis le réglage en rotation.

La deuxième face 34 de la partie supérieure 28 de l'élément d'actionnement 20, à laquelle la tige 22 est solidarisée, est de préférence parallèle à la première et sa surface s'inscrit dans celle de la première face 32 de sorte qu'il est plus aisé de l'insérer dans l'orifice 18 du couvercle 16 ; en particulier, une partie au moins de son périmètre, sollicitée lors de l'encliquetage, peut être biseautée. Les deux faces 32, 34 sont séparées par la gorge 26 qui fait avantageusement le tour de l'élément 20 : la gorge 26 est destinée à recevoir le couvercle 16 du système de déclenchement 10, et son épaisseur est légèrement supérieure à l'épaisseur du pourtour de l'orifice 18 afin d'absorber les contraintes issues du montage et des surpressions de déclenchement éventuelles ; l'épaisseur de la gorge 26 est de fait similaire à celle des moyens d'obstruction 30, eux-mêmes extraits de l'épaisseur de la face 17 supérieure du couvercle 16. La profondeur de la gorge 26 est dimensionnée en fonction des paramètres de fabrication, de la tenue aux contraintes diélectriques, et pour une mise en place aisée tout en conservant un maintien autour du couvercle 16 lors d'éventuelles surpressions. Par exemple, la partie centrale définie par la gorge 26 est de diamètre de l'ordre de 6 mm, soit une gorge 26 dont la profondeur par rapport à la deuxième face 34 est de l'ordre de l'épaisseur du couvercle 16.

Le cercle inscrit dans la partie fonctionnelle 18A de l'orifice 18 du couvercle 16 dans lequel le moyen d'actionnement 20 s'encliquète est de diamètre compris entre le diamètre de la gorge 26 et de la deuxième face 34 (figure 3C). Cette première partie 18A est, au moins partiellement, séparée de la surface proprement dite du couvercle 16 par la languette d'obstruction 30 et la partie de jeu 18B.

De fait, au vu des dimensions et pour faciliter l'insertion et/ou un éventuel démontage, la première partie 18A de l'orifice 18 du couvercle 16 est de diamètre généralement supérieur à celui de la deuxième face 34 et munie sur son pourtour d'au moins un ergot 36 de maintien, avantageusement biseauté, de préférence au moins deux pour conserver une orthogonalité de la tige 22. De préférence, les ergots 36 sont positionnés sur une extrémité libre des languettes d'obstruction 30, et seuls les ergots 36 s'insèrent dans la gorge 26. Ainsi, l'effort de poussée exercé par la face arrière 34 lors de l'encliquetage est repris par l'ergot 36 et la languette 30 de sorte que la face arrière 34 peut forcer l'ergot 36 qui vient s'insérer dans la gorge 26 lors de la remise en position initiale de la languette 30. Avantageusement, deux languettes 30 solidarisées au couvercle 16 et munie chacune d'un ergot 36 sont présentes, les ergots 36 étant par exemple diamétralement opposés, pour permettre un centrage du moyen d'actionnement 20 et un maintien parallèle au couvercle 16 tout en formant un pourtour compatible avec les dimensions requises.

Les languettes 30 sont généralement horizontales, dans un plan orthogonal à la tige 22 des éléments d'actionnement 20. Avantageusement, les languettes 30 et ergots 36 sont décalés par rapport à la surface supérieure 17 du couvercle 16, de sorte que la première face 32 du moyen d'actionnement 20 est sensiblement au même niveau que la face externe 17 du couvercle 16, ou légèrement en dessous. En particulier, tel qu'illustré en figure 3C, les languettes 30 sont découpées du couvercle 16 et en forme de lyre, laissant un espace libre opposé à l'attachement de la lyre sur le couvercle 16.

De fait, pour garantir un indexage au moment du montage, il peut être préférable de positionner une asymétrie, et notamment une butée 40, sur la deuxième face 34 arrière du moyen d'actionnement 20 ; la butée de positionnement 40 correspond avec un passage 42 de l'orifice 18 du couvercle 16, avantageusement de taille ajustée. Ainsi, même si la mise en place est automatisée, à l'instant zéro, tous les moyens d'actionnement 20 des composants de réglage 14 d'une même carte électronique 12 sont dans la même orientation ; par exemple, si les moyens de mise en rotation 33 comprennent une flèche gravée, cette position initiale correspond à la position « midi ». Ceci permet en outre de ne biseauter que les emplacements 44 de la deuxième face 34 qui viendront face aux ergots 36 lors de l'encliquetage, permettant plus de rigidité à l'ensemble du dispositif de commande monté.

Avantageusement, la butée de positionnement 40 sur le moyen d'actionnement 20 peut être utilisée lors des différents réglages. Le couvercle 16 peut alors présenter, sur sa face interne au système de déclenchement 10, une butée de réglage 46, de préférence opposée diamétralement au passage 42, susceptible de coopérer avec la butée de positionnement 40, par exemple une surépaisseur locale du pourtour de l'orifice 18 d'insertion. Le débattement en rotation de la roue 14 et du dispositif 20 est ainsi limité : voir figure 4.

Une fois le montage achevé, il peut être intéressant de procéder à un test ou un préréglage des différents composants 20 ainsi assemblés. Par exemple, un outil de test est associé au niveau des moyens de manoeuvre 33 afin de régler la roue codeuse 14 et/ou de paramétrer le système 10. Ici encore, l'orientation par la flèche 33 et le système de butées 40, 46 est particulièrement indiquée.

Par ailleurs, pour permettre une insertion « en aveugle » de l'outil de réglage, il est avantageux de doter la face avant 32 du moyen d'actionnement 20 de moyens de guidage vers les moyens de manoeuvre 33, par exemple un évidement 48, de préférence à faces inclinées. Ce mode de réalisation est particulièrement souhaité lorsqu'une étiquette est collée sur le couvercle 16 une fois le système réalisé, réglé et testé : ce type d'étiquette possède des trous classiquement plus petits que le moyen d'actionnement (par exemple, un diamètre de 4 mm est conservé pour une face supérieure 32 d'un moyen d'actionnement 20 de 10 mm de diamètre), et un léger décalage par rapport à l'évidement 48 n'est pas visible si les parois sont inclinées.

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 ; d'autres composants que des roues codeuses, de type potentiomètres, ou commutateurs, peuvent être montés sur la carte à circuit imprimé pour être commandés par un dispositif selon l'invention ; le montage des composants en surface (CMS) de la carte imprimée est préféré mais un composant traversant peut également être commandé par un dispositif selon l'invention.

De même, l'invention est particulièrement appropriée pour des systèmes de petite taille, et notamment d'épaisseur restreinte au dessus de la carte électronique, mais la tige peut être allongée sans autre modification particulière.