Système d'accouplement de sécurité pour un ensemble d'appareils électriques modulaires

La présente invention concerne un système d'accouplement de sécurité pour un ensemble d'appareils électriques modulaires, les éléments de l'ensemble formant des paires de sous-ensembles et seulement deux éléments de deux sous-ensembles correspondants étant destinés à être fixés ensemble, ceci d'une façon prédéfinie au moyen d'au moins une fixation comprenant une pièce de liaison coopérant avec un moyen de réception.

De nos jours, les appareils d'installation électrique sont, dans la plupart des cas, de type modulaire afin de faciliter l'assemblage de tels appareils sur un support commun, par exemple un tableau électrique d'abonné ou une armoire d'installation électrique.

Plus particulièrement, l'accouplement entre deux appareils modulaires, par exemple un disjoncteur divisionnaire multipolaire et un bloc différentiel correspondant, est rendu plus simple par ce concept de modules. En outre, une modification ultérieure d'une installation électrique, par exemple pour l'adapter à de nouveaux besoins de sensibilité, s'effectue sans difficulté. Mais ces facilités de fixation et d'accouplement ont aussi un revers. La ressemblance entre les différents modules augmente les risques de mauvais usage ou d'une fausse manipulation ayant des conséquences graves, par exemple une électrisation ou un incendie.

L'évolution des normes d'installation électrique oblige les constructeurs à prévoir des dispositifs de détrompage et de sécurité pour garantir la conformité des installations électriques et empêcher une mauvaise manipulation, notamment un accouplement non autorisé entre les appareils électriques modulaires par l'installateur électricien.

On connaît, par ailleurs, différents dispositifs de détrompage, par exemple des fiches agencées à une face latérale d'un premier appareil électrique modulaire, coopérant avec des logements complémentaires se trouvant dans un deuxième appareil. Grâce à différentes dispositions de fiches et de trous, on veut exclure des accouplements interdits entre deux appareils. Mais un tel dispositif de détrompage connu n'empêche pas l'accouplement et le désaccouplement des appareils même par des personnes non habilitées et, dans certains cas, le dispositif de détrompage peut être contourné par une simple manipulation, dans le cas susmentionné par exemple en cassant les fiches.

Dans ces conditions, le constructeur des appareils est exposé à des problèmes de garantie puisque l'on peut, après incident, modifier l'appariement erroné des appareils.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un système d'accouplement de sécurité qui garantit un accouplement conforme aux règles de l'art entre deux appareils modulaires destinés à être fixés ensemble et qui permet de constater un désaccouplement ultérieur.

A cet effet, l'invention a pour objet un système d'accouplement de sécurité pour un ensemble d'appareils électriques modulaires, les éléments de l'ensemble formant des paires de sous-ensembles et seulement deux éléments de deux sous-ensembles correspondants étant destinés à être fixés ensemble, ceci d'une façon prédéfinie au moyen d'au moins une fixation comprenant une pièce de liaison coopérant avec un moyen de réception, caractérisé en ce que l'élément d'un sous-ensemble comporte la pièce de liaison, et que l'élément du sous-ensemble correspondant comporte le moyen de réception et que seulement la pièce de liaison et un moyen de réception d'une paire de sous-ensembles correspondants coopèrent ensemble, ceci de manière à fixer les deux éléments l'un contre l'autre de la façon prédéfinie, et en ce qu'il est prévu des moyens laissant au moins une trace observable après un désaccouplement ultérieur de deux éléments accouplés.

Le système d'accouplement peut présenter, en outre, les caractéristiques avantageuses suivantes :

• la pièce de liaison est indispensable à l'accouplement de deux appareils électriques modulaires,
• la pièce de liaison comporte au moins une vis et un dispositif d'entraînement de vis solidaires d'un premier élément d'une paire d'appareils électriques modulaires et en ce que la tige de la vis coopère avec un trou adéquat se trouvant dans le deuxième élément correspondant de la paire de manière à fixer le premier élément au deuxième élément de la façon prédéfinie, et en ce que le dispositif d'entraînement de la vis monté du côté entraîné de la tête de vis entraîne la vis seulement dans le sens prédéfini de rotation, permettant l'accouplement des deux appareils, un entraînement de la vis dans le sens inverse du sens prédéfini de rotation laissant une trace observable,
• la vis et le dispositif d'entraînement peuvent être logés dans un logement longitudinal dans le premier élément d'une paire de dispositifs modulaires et la vis et le dispositif d'entraînement de la vis sont déplaçables dans une certaine mesure sur l'axe de pénétration de la vis et mobiles autour de l'axe de pénétration,
• la longueur des vis et la profondeur des trous adéquats de deux paires différentes de dispositifs modulaires peuvent être différentes,
• la vis peut être une vis auto-taraudeuse et le trou peut être un perçage dans un rivet d'assemblage,
• les vis et les trous adéquats de deux paires différentes de dispositifs modulaires peuvent avoir des diamètres différents,
• le dispositif d'entraînement de la vis peut comporter au moins deux organes cylindriques à section transversale circulaire d'entraînement proprement dit dont l'extrémité du premier organe côté vis est formé de façon à pouvoir entraîner la vis par un mouvement rotatif et son extrémité opposée comprend au moins une rampe délimitant une butée, la rampe étant inclinée dans le sens prédéfini de rotation, les deux extrémités des deux organes en regard l'une de l'autre, présentent une forme complémentaire, et l'autre extrémité du deuxième organe étant formée de façon à pouvoir être entraînée dans un mouvement de rotation par un outil de commande, en variante l'un des organes cylindriques peut être formé par la tête de la vis elle même,
• le premier organe peut présenter à l'intérieur un évidement profilé d'une manière qu'un outil de commande peut l'entraîner dans un mouvement de rotation dans un des deux sens de rotation possibles et en ce qu'au moins un organe comporte au moins une membrane susceptible d'être percée par un outil de commande et que la membrane est placée avant l'évidement profilé du premier organe dans la direction de pénétration de la vis,
• le premier élément d'une paire d'appareils modulaires électriques peut être un bloc différentiel et le deuxième élément de la paire de dispositifs modulaires électriques est un disjoncteur ou multipolaire,

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels:

• la figure 1 est une vue en perspective d'un disjoncteur bipolaire et d'un bloc de protection différentielle correspondant destinés à être accouplés et équipés d'un système d'accouplement de sécurité selon l'invention ;
• la figure 2 représente une vue en coupe d'un détail du système d'accouplement de sécurité suivant l'invention pour deux paires différentes d'appareils électriques modulaires ;
• la figure 3 est une vue en perspective de différentes composantes d'une pièce de liaison selon l'invention ; et
• la figure 4 est une vue en coupe partielle selon la ligne IV - IV de la figure 1.

Les exemples qui seront décrits par la suite montrent des modes de réalisation selon l'invention appliqués à des disjoncteurs/blocs de protection différentielle. Ils s'appliquent d'une manière correspondante à tous les appareils électriques modulaires devant être accouplés l'un contre l'autre.

Sur la figure 1, on distingue de façon générale deux appareils électriques modulaires 1 et 3 devant être accouplés, plus particulièrement, un disjoncteur bipolaire 1 et un bloc de protection différentielle 3 correspondant.

Le disjoncteur 1 et le bloc de protection différentielle 3 font partie d'un ensemble non représenté d'appareils électriques modulaires constitué par des disjoncteurs bi-, tri- et tétrapolaires ainsi que des blocs de protection différentielle bi-, tri- et tétrapolaires. Les disjoncteurs et les blocs de protection différentielle constituent des paires d'appareils électriques modulaires devant être accouplés de façon à exclure tout accouplement d'un bloc de protection différentielle avec un disjoncteur ayant moins de pôles de connexion que ce premier. Dans un tel cas de mauvais accouplement, une borne de connexion du bloc de protection différentielle ne serait pas connectée et le bon fonctionnement dudit bloc plus assuré.

Le disjoncteur 1 présente une face avant 5, une face verticale gauche 7 (non réellement visible sur la figure 1), une face verticale droite 9 et une face horizontale inférieure 11. De même, le bloc de protection différentielle 3 présente une face avant 13, une face verticale gauche 15 (non réellement visible sur la figure 1), une face verticale droite 17 et une face horizontale inférieure 19.

Suivant l'exemple représenté sur la figure 1, le bloc de protection différentielle 3 est destiné à être fixé par sa face verticale gauche 15 à la face verticale droite 9 du disjoncteur bipolaire 1.

Le disjoncteur bipolaire 1 est constitué par deux disjoncteurs unipolaires 21 et 23 disposés côte à côte. Comme il est connu de l'art, chaque disjoncteur unipolaire présente un trou le traversant entièrement dans le sens de sa largeur et les disjoncteurs 21 et 23 sont assemblés à travers dudit trou au moyen d'un rivet d'assemblage 25 de façon que cet ensemble constitue un seul disjoncteur différentiel bipolaire 1.

Du côté de la face verticale droite 9, le rivet d'assemblage 25 de chaque disjoncteur multipolaire de l'ensemble est pourvu d'un perçage 27. On voit sur la figure 2 le rivet d'assemblage 25A d'un disjoncteur bipolaire pourvu d'un perçage 27A ainsi que le rivet d'assemblage 25B d'un disjoncteur tripolaire pourvu d'un perçage 27B. Le perçage 27B est plus profond que le perçage 27A. Le perçage non représenté dans le rivet d'assemblage d'un disjoncteur tétrapolaire est encore plus profond que celle du disjoncteur tripolaire. La profondeur des perçages dans les rivets d'assemblage est donc une fonction du nombre de pôle du disjoncteur.

Le diamètre de perçage 27 est inférieur au diamètre des rivets et adapté pour recevoir des vis auto-taraudeuses 29A, 29B qui sont également représentées sur la figure 2.

Le disjoncteur 1 et le bloc de protection différentiel 3 sont accouplés au moyen d'une pièce de liaison 31 se trouvant dans un logement 33 ménagé dans la partie supérieure vers l'avant du bloc de protection différentiel 3 de façon que la pièce de liaison 31 coopère avec le perçage 27 adéquat dans le rivet d'assemblage 25 lors de l'accouplement des deux appareils.

Comme on le voit sur la figure 3, la pièce de liaison 31 comprend une vis auto-taraudeuse 29 et un dispositif 34 d'entraînement de la vis. Le dispositif 34 d'entraînement est composé de deux organes 35 et 37 de forme cylindrique avec une section transversale circulaire.

La figure 4 montre en vue de coupe suivant la ligne IV-IV le bloc de protection différentielle 3. En partant de la gauche, c'est-à-dire de la face verticale gauche 15 du bloc 3, la vis 29 est montée devant le premier organe 35 et celui-ci devant le deuxième organe 37 dans le logement 33. Le premier organe 35 se trouve donc coincé entre la vis 29 et le deuxième organe 37. Le diamètre de la tête de vis 39 et les deux organes 35 et 37 sont sensiblement identiques.

Les vis auto-taraudeuses 29 comprennent une tête de vis 39 munie d'une fente 41 et une tige 43, et l'embout 45 de la vis auto-taraudeuse est plan afin que la vis ne puisse s'engager que dans un trou prépercé.

La figure 2 montre une vis auto-taraudeuse 29A d'un bloc de protection différentielle bipolaire ainsi qu'une vis auto-taraudeuse 29B d'un bloc de protection différentielle tripolaire. La tige 43 de la vis auto-taraudeuse 29A est entièrement filetée tandis que la vis 29B, présentant un filetage du côté de la tête de vis 39 sur la même longueur de la tige que la vis 29A, est munie en plus d'un prolongement cylindrique 47 lisse. La vis auto-taraudeuse non représentée du bloc de protection différentiel tétrapolaire présente un filetage du côté de la tête de vis 39 sur la même longueur de la tige que la vis 29A et est munie d'un prolongement cylindrique lisse de deux fois la longueur de celui de la vis 29B.

Les vis auto-taraudeuses des différents blocs de protection différentielle présentent donc toutes une partie filetée du côté de la tête de vis de la même longueur, la tige de la vis présentant un prolongement cylindrique dont la longueur dépend du nombre de pôles de la façon décrite ci-dessus.

Le premier organe 35 du dispositif d'entraînement 34 présente à l'extrémité du côté de la vis auto-taraudeuse 29 une languette 49 qui s'engage (voir figure 4) dans la fente 41 de la tête de vis 39 afin de pouvoir l'entraîner lors de l'accouplement du bloc de protection différentiel et du disjoncteur. L'autre extrémité 50 de l'organe 35 présente quatre rampes 51 délimitant quatre butées 53, les rampes 51 étant inclinées dans le sens de rotation suivant lequel la vis 29 taraude et s'engage dans le perçage 27 lors du vissage.

Sur la figure 4 on voit que l'espace intérieur 55 du premier organe 35 délimite un évidement 57 profilé sensiblement en V de manière à ce qu'un outil de commande, par exemple un tournevis pour vis à tête fendue, puisse l'engager dans un mouvement de rotation.

L'extrémité 59 du deuxième organe qui est en regard du premier organe 35 présente une forme complémentaire à celle de l'extrémité du premier organe 35 pour que l'organe 37 puisse engager l'organe 35 dans un mouvement de rotation dans le sens de pénétration de la vis.

L'autre extrémité 61 du deuxième organe 37 est fermée par une fine membrane 63 (voir figure 4), par exemple en matière plastique. Cette extrémité 61 présente en plus deux parties semi-cylindriques 65 et 67 complémentaires en saillie délimitant une encoche 69 permettant l'entraînement rotatif de l'organe 37 par un outil de commande, par exemple un tournevis 71. Les deux parties semi-cylindriques 65 et 67 sont disposées sur l'extrémité 61 de façon à former un épaulement 73 sur la zone périphérique de cette dernière.

La forme générale du logement 33 ménagé dans le bloc de protection différentiel 3 et recevant la pièce de liaison 31 est celle d'un cylindre à section transversale circulaire de manière que la pièce de liaison 31 puisse être animée dans un mouvement de rotation sans difficulté et puisse se déplacer le long de l'axe de pénétration de la vis. L'extrémité 75 du logement 33, côté face verticale gauche 15 du bloc 3, est partiellement fermée, un passage circulaire 77 se trouve au centre de la section d'extrémité 75 de façon que la tige 43 de la vis auto-taraudeuse 29 puisse passer à travers celui-ci mais que la tête de vis 39 est bloquée par une butée 79 formée par la partie fermée de cette tranche d'extrémité. L'autre tranche d'extrémité 81 du logement 33 est aussi partiellement fermée, et un passage circulaire 83 se trouve au centre de cette extrémité de façon que les parties semi-cylindriques 65 et 67 peuvent glisser dans ce passage mais que le deuxième organe 37 est bloqué dans le logement par l'épaulement 73. Ainsi, la pièce de liaison est enfermée d'une manière imperdable dans le logement 33, le deuxième organe 37 du dispositif d'entraînement de la vis 33 étant accessible pour un tournevis à travers le passage 83.

L'accouplement d'un disjoncteur bipolaire 1 et d'un bloc de protection différentiel correspondant s'effectue de la manière suivante.

On place le disjoncteur 1 et le bloc de protection différentiel 3 côte à côte, la face verticale droite 9 du disjoncteur en regard de la face verticale gauche 15 du bloc de protection différentielle 3, le perçage 27 dans le rivet d'assemblage 25 en face de la vis auto-taraudeuse 29. Un tournevis 71 de taille adaptée s'engage dans l'encoche 69. En appuyant le tournevis 71 en direction de la vis et en entraînant simultanément l'organe 37 dans un mouvement de rotation suivant lequel la vis 29 taraude et s'engage dans le perçage, l'extrémité 59 de l'organe 37 en prise avec les butées 53, entraîne ainsi l'organe 35, celui-ci entraînant la vis auto-taraudeuse 29 par la languette 49 en prise avec la fente 41 de la tête 39 de vis. Par conséquent, la vis auto-taraudeuse 29 taraude et s'engage dans le perçage 27. On visse alors jusqu'au moment où la tête de vis 39 s'appuie contre la tranche d'extrémité 75 du logement 33, les deux appareils étant ainsi correctement accouplés.

Un désaccouplement en entraînant l'organe 37 par le tournevis 71 dans le sens de rotation inverse est impossible, car dans ce cas, les rampes de l'extrémité 59 et les rampes 51 glissent sans prise les unes sur les autres. L'organe 35 ne peut donc être entraîné par l'outil de commande 71 que dans un sens de rotation prédéfinie permettant le vissage de la vis 29 et ainsi l'accouplement des deux appareils électriques.

Dans le cas où on doit quand même désaccoupler les deux appareils, on perce avec un autre tournevis non représenté de taille adaptée pour l'évidement 57 la membrane 63 et on avance le tournevis jusqu'à ce que celui-ci est en prise avec l'évidement 57. La vis auto-taraudeuse 29 est ensuite entraînée dans le sens de dévissage à travers l'organe 35 par ce tournevis. Le perçage de la membrane 63 laisse une trace observable témoignant du désaccouplement des deux appareils.

La longueur différente des tiges 43 de vis et la profondeur différente des perçages 27, toutes les deux dépendantes du nombre de pôles de l'appareil, rend impossible un mauvais accouplage de deux appareils électriques modulaires. Si on voulait, par exemple, accoupler un disjoncteur bipolaire 1 à un bloc de protection différentielle tripolaire non représenté muni d'une pièce de liaison qui comprend une vis auto-taraudeuse 29B munie d'un prolongement cylindrique 47, celle-ci prend appui au fond du perçage 27B du disjoncteur bipolaire, lors des mouvements d'accouplements décrits ci-dessus, avant la prise du filetage de la vis 29B. Une fixation de la vis 29B et ainsi l'accouplement des deux appareils électriques sus-mentionnés est rendu impossible car le vissage de la vis 29 est indispensable pour un accouplement correct entre deux appareils électriques modulaires.

L'accouplement d'un bloc de protection différentielle avec tout disjoncteur possédant moins de pôles que ce premier est rendu impossible de la même manière. Puisqu'un disjoncteur monopolaire ne dispose pas de rivets d'assemblage et que le trou le traversant entièrement dans le sens de sa largeur, a un diamètre plus grand que le diamètre de la tige 43 de vis 29, la vis auto-taraudeuse ne peut pas se tarauder dans ce trou, et un accouplement entre un disjoncteur monopolaire et tout bloc de protection différentiel est rendu impossible.

Bien entendu, un système équivalent de détrompage constitué dans la description ci-dessus par des vis de longueurs différentes et des perçages correspondants peut aussi être constitué par des vis et des trous de diamètres différents. L'utilisation d'une vis auto-taraudeuse n'est pas non plus indispensable, une vis et une douille de vis adaptée pouvant avoir la même fonction.