Brevet FR2356289A1 — publié le 19780120

La présente invention est relative à une prise électrique équipée dtun système de protection, et destinee au raccordement d'appareils sur le réseau électrique. Les prises connues, et plus particulièrement les prises d'installations domestiques, n'assurent pas un sécurité et une protection efficaces contre un risque d'électrocution. On sait que ces prises sont le plus souvent placées près du sol, donc aisément accessibles pour un enfant. Les cache -prises ne sont utilisables que si lZélérllent mâle n'est pas utilisé. Il est dtailleurs facile et "amusant" pour un enfant de retirer un cache-prise ne serait-ce que pour voir ce qu'il y a derrière. Les piles sous tension de la prise femelle sont alors découverts et on paut y introduire un objet métallique ou mame les doigts. Lorsqutune fiche mâle est branchée, pour l'alimentation diun appareil électrique, il suffit qu'elle ne soit pas suffisamment enfoncée pour que la prise devienne dangereuse. En effet, une partie des bornes de la fiche mAle est ddcouverte alors que ces bornes sont sous tension. Enfin, on sait qu'une prise ne doit pas rester branchée en permanence, lorsque ltap- pareil n'est pas utilisé. Ceci entratne des tractions répétées sur le fil de l'appareil et un risque de détérioration de 1' dément mâle du branchement. La présente invention a pour but dtéviter ces inconvé- nients et de réaliser, pour le branc}ement d'appareils électriques, une prise comportant un double dispositif de sécurité interdisant ltacces aux pâles sous tension par tout élément autre que l'lément mâle prévu pour le branchement. Une prise électrique de sécurité selon l'invention comprend un élément femelle dont les pales sont sous tension, et un élément male relié a un appareil électrique à alimenter et elle est caractérisée en ce que les polos sous tension de la prise femelle sont cachés par des formes en unematière isolante. Ces formes peuvent être réalisées en une seule pièce avec la prise ou élément femelle sur lequel on fixe un couvercle présentant une ouverture pour l'introduction de l'élément ou fiche mâle dans la prise femelle. Suivant une autre caractéristique,l'ouverture du couvercle est décalée relativement aux piles électriques sous tension de la prise femelle, si bien que, lorsquton introduit la fiche mâle, le contact ntest réalisé qu'auprès une rotation de cette fiche dans l'élément femelle, qui a la forme d'une surface de révolution. Suivant une autre caractéristique, la prise électrique comporte un système de verrouillage constitué par un organe élaF tique fixé sur le fond de l'élément femelle et par au moins un profil formant cran d'arr8t prévu sur la face interne du couvercle.La fiche mâle est verrouillée sur la prise femelle par pincement entre organe élastique et le cran Suivant une autre caractéristique, la fiche male comporte des piles électriques constitués par des pièces métalliques apparentes à ltextrémité d'un profil radial, à section droite en forme par exemple de Z, réalisé en matière isolante et comprenant un axe central dans lequel sont noyés les fils d'alimentation, Cet axe est solidaire d'une plaquette externe isolante dont le profil en Z est éloigné d'une longueur égale-au moins à ltépaisseur du couvercle. Suivant une autre caractéristique, l'élément mtle étant introduit dans la prise femelle, il est susceptible autre soumis à un mouvement de rotation au cours duquel les profils en Z passent sous le couvercle, coopèrent avec les profils en forme de cliquets constituant des crans d'arrêt et de verrouillage lorsque les bornes de la fiches mAle arrivent en contact avec les piles électriques sous tension de la prise femelle. Cette rotation est guidée par la coopération entre l'axe central du ou des profils en Z d'une part et le palier constitué par la forme intérieure des masses isolantes qui masquent les pales de la prise femelle. Suivant des caractéristiques supplémentaires de l'invention, les moyens de fixation du couvercle sur l'élément femelle sont par exemple des vis engagées dans des orifices du couvercle et de la prise, pratiqués dans des matériaux isolants et dispo sés de faori que l'ouverture du couvercle (amovible) soit décalée par rapport aLPrp8les sous tension. L'ouverture du couvercle est constituée par un orifice central correspondant a' l'axe de la fiche male et par deux ou plusieurs fentes de largeur égale au moins à la courbe-enveloppe des branches du profil on Z. L'organe élastique fixé sur le fond intérieur de la prise femelle est constitué par une lame de ressort qui repousse la fiche male contre la face interne du couvercle pour la verrouiller derrière les crans d'arrêt lorsque le contact est réalisé. Les pales sous tension sont des lames conductrices montées de façon flexibles, cachées par des masses isolantes et reliées aux fils d'alimentation du réseau électrique par des miens conducteurs enrobés dans la matière isolante constituant le corps de la prise, Suivant une autre caractéristique, la prise électrique peut comporter deux ou trois pales pour le raccordement soit à un réseau bichas4, soit à un réseau triphasé; Bien entendu, on peut modifier les détails d'exécution et de réalisation des éléments de la prise, sans sortir du cadre de l'invention, laquelle peut etre utilisée dans tous les domaines d'application des prises de type connu (élément femelle fixé au mur ou à unsboftier, prise multiple, prolongateur...;; Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux coaprendre les caractéristiques de l'inventien. Fig. 1 est une vue en perspective éclatée montrant les différentes parties d'une prise électrique selon l'invention. Fig. 2 est une section droite de l'élément femelle. Fig. 3 en est une v coupe suivant III - III (figure 2). Fig. 4 est une vue de la face intérieure du couvercle. Fig. 5 est une vue en plan d'une fiche mâle bipolaire. Fig. 6 en est une vue latérale. Fie, 7 est une vue en plan, avec unecoupe partiellet montrant la fixation du couvercle sur la prise femelle. Fig. 8 montre le verrouillage de la fiche mâle sur les crans d'arrêt du couvercle, vu de l'intérieur de la prise. Fig. 9 est une coupe suivant la direction indiquée par les flèches IX - IX (figure 2) de la prise après branchement. Fig. 10 montre une variante à trois bornes. Fig. 11 illustre une autre variante dsune prise montée sur un prolongateur. Fig. 12 est un boftier pour une prise multiple de sécurité. Un a représenté sur la figure 1 les principaux éléments d'une prise électrique selon l'invention. Cette prise bipolaire comprend un élément femelle 1 comportant deux poes 2 et 3 cachés et protégés par des formes profilées 4. Ces formes sont élaborses en une seule pièce avec le bottier isolant 5 de cet élément ou prise femelle 1. Des trous de fixation 10 sont prévus dans les masses isolantes 4, tandis que d'autres perçages 6 permettent de monter, sur l'avant du bottier 5, un couvercle 11. Le fond 7 de la prise femelle porte, à sa partie interne cen trale, un moyen élastique par exemple une lame de ressort 8. Les piles 2 et 3 sont mis sous tension à l'aide de plaquettes de connexion 9 et 9a et de conducteurs 12 et 12a enrobés dans le matériau isolant du bottier 5 (fig. 1 et 2). La mise sous tension des pOles électriques 2 et 3 à partir d'un réseau 13 est clairement illustrée sur les figures 2 et 3. On voit que les pOlos sont par exemple constitués par des lames métalliques 2a et 3a protégées par le contour interne 14 des formes 4. Ces lames ne s'étendent pas jusqu'à l'extrémité avant du boatiert si bien quelles sont pratiquement inaccessibles. Ainsi qu'on le verra plus loin, on effectue le branchement en engageant une fiche mâle 15 dont la forme est prédéterminée pour stemboater dans les logements où sont cachés les p8les 2 et 3 sous tension. Pour obtenir un contact électrique cor recez mtme dans le cas d'un léger jeu, les lames 2a et 3a sont montées à l'extrémité de lamelles flexibles. La prise femelle 1 est complétee par un couvercle 11 pes cé, à sa périphérie, de trous 16 dans lesquels sont engagées des vis 17 que lton serre sur les perçages taraudes 6 du botier 5. On a ainsi un mode-de fixation simple, amovible mais non limitatif (figure 1). Le couvercle 11 est par exemple constitué par une paroi pleine, en un matériau isolant. Au centre de cette paroi on ménage une ouverture cylindrique 18 prolongée par deux fentes 19 et 19a prévues pour pouvoir enfoncer les broches 20 de la fiche mâle 15 dans la prise 1. On a supposé que la prise est bipolaire. il est évident qutål-y aura autant de fentes 19 que de broches 20 ( par exemple trois fentes 119 correspondant aux troisbroches 120 d'une prises trois ptlesefig. 10) ).Sur sa face interne, le couvercle 11 présente des profils en relief 21 et 21a taillés ou moulés à la façon des dents d'un rochet Ils présentent une surface en pente douce 22 depuis la face du couvercle jusqu'à un rebord 23 éloigné de la fente correspondante 19. On verra que ce rebord 23 constitue un cran d'arr8t et de verrouillage amovible pour la fiche mâle 15 (figure 4). La fiche mâle 15 est représentée sur les figures 1, 5 et 6. Elle comprend un support isolant constitué par exemple par we plaquette 24 solidaire d'un axe 25 qui s'étend au centre et orthogonalement au plan de la plaquette. Cet axe porte des ailettes 26 et 27 dont la forme est prévue d'une part pour pouvoir s'engager dans les logements des piles sous tension et d'autre part pour venir se verrouiller par butée contre les crans 21 du couvercle. Ces ailettes constituent les broches de la prise. Elles ont par exemple une forme en Z allongé * Les extrémités libres 28 et 29 présentent des surfaces conductrices qui constituent les pales électriques de la fiche 15, chaque ptle étant relié* par des conducteurs noyés dans le matériau isolant, à une borne d'un appareil électrique à alimenter (fig. 1 et 5). Par ailleurs, les ailettes ou boches 20 et 27 sont susceptibles autre introduites à travers les fentes 19 du couvercle 11. Enfin, un intervalle 30, au moins égal à l'épaisseur du couvercle, sépare l'arrière des broches de l'avant de la plaquette support 24, tandis que la longueur 31 des broches 26 et 27 n'excède pas la profondeur de l'intérieur du bottier de la prise femelle (figures 6 et 9). Le branchement et le verrouillage d'une prise électri- que s'effectuent de la façon suivante a) on mot sous tension les piles 2 et 3 de la prise femolle 1 ; ces piles sont masqués par les contours des formes isolantes 4 qui définissent, en outre, au centre de la prise, des profils de guidages 14a et 14b pour un arbre tournant (fig.1 St 2); b) on fixe le couvercle 11 sur la face avant de la prise 1 à l'aide des vis 17. Le couvercle est positionné de façon que la paroi pleine cache la zone où sd trouve chacun des poules sous tension, tandis que les fentes 19 et 19a débouchent sur des zones neutres (fig. 1 et 7). La lame élastique 8 apparat au contre de l'ensemble prise-couvercle, en face de ltouverture centrale 18 (fig. 7). c) on enfonce la fiche malaxe 15 dans la prise femelle 1à travers l'ouverture du couvercle 11. Pour cela, on amène l'axe 25 en regard de ltouverture cerltrale 13, et les broches 26 et27 en regard des fentes 19 et 19a (fig. I et position représentée en traits fins sur la figure 8). On appuie sur la fiche 15 suivant la flèche 32 (fig. 9) jusqu'à ce que l'extrémité avant 25a de l'axe 25 vienne en contact avec la lame élastique 8 au fond de la prise 1. Les ailettes radiales constituant les broches ma les passent alors sous la face interne du couvercle, grâce à l'intervalle 30, prévu entre le bord arrière et la plaquette 24 (fig. 6 et 9)* d) il suffit alors de faire tourner légèrement la fiche 15 autour de son axe pour solidariser les éléments constitutifs de la prise, sans pour autant établir le branchement électrique. La forme radiale en Z pivote relativement aux fentes 19 et elle viens s'accrocherdenièrela face pleine du couvercle Mxé au bottier 5. Cette rotation est indiquée par la flèche 33 (fig.8) à partir de la position initiale 26' de la broche mâle. e) pour baliser le contactélectrique entre les piles 2 et 3 sous tex sion et les bornes 28 et 29 de la fiche nale, il faut engager la forme d'extrémité de chaque branche du Z dans le logement correspondant de la prise, au fond duquel est caché un pile sous tension. Dans le cas d'une prise bipolaire,l'amplitude de la rotation est voisine de 90 , pour arriver dans la position de branchement représentée en traits forts sur la figure 8 et surla coupe de la figure 9. Au cours de cette rotation, les bords arrière 26a et 27a des profils radiaux (fig. 6) glissent le long des parois 22 en pente douce des crans d'arrêt 21 et 21a solidaires de la face interne du couvercle (fig.4 et 8). Pour faciliter ce mouvement, on maintient une poussée a'ia3e, suivantle sens de la flèche 32, sur la fi che 15. L'avant 25a de 1'axe 25 repousse la lame élastique 8, ce qui autorise la rotation de la prise mâle dans la prise femelle, suivant le sens de la flèche 33 (fig. 1 et 8). f) les bornes 28 et 29 étant ainsi amenées en contact respectivement avec les pâles 3 et 2, on relache la poussée sur la fiche 15, ui, axialement, n'est plus soumise qu'à l'effort de la lame élastique 8. Elle est alors repoussée contre la paroi du oeu- vercle 11. A ce moment, les rebords 23 des crans d'arrêt 21 et 21a bloquent la face radiale aniereisformes radiales en Z de la fiche Mâle qui est ainsi verrouillée, tout mouvement de rotation lui étant interdit (fig.8 et 9). En position de branchement, la prise est verrouillée comme représenté sur la figure 9. g)ce verrouillage est, bien sur, amoviblePour déconnecher le branchement, on repousse la fiche 15 à l'encontre de la poussée 34 de la lame 8, de façon à dégager les bornes.des crans d'arrêt 21. On peut alors faire tourner cette fiche dans le sens opposé à celui de la flèche 33. On débranche ainsi l'appareil alimenté à partir de la fiche 15, sans autre obligé de retirer la fiche mâle hors du bottier 5 de la prise. Les pôles électriques sous tension restent donc masqués aussi bien lorsque la prise est branchée que lorsqu'elle est en position de non-fonctionnement. Une prise électrique selon l'invention présente les prin- cipaux avantages suivants - le couvercle 11 et les formes profilées 4 constituent une douBle sécurité dtutilisation en interdisant l'accès aux pales sous tension pour tout objet autre que la fiche de branchelent prévue à cette effet ; - une sécurité supplémentaire est fournie par le fait qu'il n'est pas obligatoire de retirer la prise malte chaque fois que l*on veut débrancher l'appareil : il suffit de faire tourner la fiche de façon à éloigner les bornes des poules sous tension de la prise t - la prise électrique peut e"tre employée dans tous les domaines dtutilisation des prises électriques connues.En particulier, si, pour la clarté de la description, on a envisagé prévu gemment uniquement le cas d'une prise bipolaire, il est évident que l'invention concerne également une prisa à trois bornes (fig. 10) ou une prise multiple (fig. 12). Sur l'élément femelle 100 de la prise à trois pales 102 103, 104, on fixe un couvercle il muni d'une ouverture-à trois branches 119. Les broches 120 de la fiche 115 sont prévues pour venir chacune en contact avec l'un des pales de la prise 100 (fig. 10). La prise femelle 1 ou 100 peut autre soit fixée à un mur ou à un bottier standard, à l'aide de moyens de fixation engagés dans les orifices 10 (ou 110) (fig. tou 10), soit montée à ltextrémité d'un cabale prolongateur 35 pour constituer une"rallonge" électrique (fig. 11). Dans le cas de la prise double illustrée sur la figure 12, le bottier 36 permet de distribuer la tension électrique fournie par le réseau sur les bornes d'au moins deux prises 112 et 113 munies de couvercles 114 et 116 selon l'invention. Bien entendu,les exemples donnés précédemment ne sont mentionnés qu'à titre indicatif. Ils ne limitent pas le domaine de l'invention, dont on ne s'écarte pas en modifiant des détails de réalisation dds éléments constitutifs pour le branchement à doux sécurité, le verrouillage ori la rotation de la fiche mâle dans la prise femelle. REVENDICATIONS 1 - Prise électrique de sécurité, comprenant un élément femelle dont les piles électriques sont mis sous tension, et un élément mâle relié, de façon connue, à un appareil électrique à alimenter, caractérisée en ce que les piles sous tension de 1' élément ou prise femelle sont cachés par des formes massives élaborées en une matière isolante, solidaires do la prise femelle sur laquelle est fixé, de façon démontable, un couvercle présentant une ouverture pour l'introduction de l'élément ou fiche mâle dans la prise femelle. 2 - Prise électrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'ouverture du couvercle est décalée par rapport aux pôles électriques sous tension de la prise femelle, si bien que pour réaliser le contact électrique entre d'une part les piles de la prise femelle et, d'autre part les bornes de la fiche maie, il faut appliquer à cette-fiche un mouvement de retation après son introduction dans la prise femelle0 3 - Prise électrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un système de verrouillage constitué par un organe élastique fixé sur le fond interne de l'élément femelle et par au moins un profil prévu sur la face intérieure du couvercle pour former un cran dtarr8t en position de branchementi la fiche mâle étant pincée entre ltorgane élastique et le ou les crans d'arrtt. 4 - Prise électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bornes de la fiche male sont constituées par des pièces métalliques, condusa trices et apparentes aux extrémités d'un profil radial à section droite profilée pour, d'abord autoriser ltintroduction de la fi- che à travers l'ouverture du couvercle et* après rotation,vnir s'engager dans des logements de la prise femelle à l'intérieur desquels sont cachés les piles sous tension. 5 - Prise électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bornes de la fiche mâle sont portées par un axe central solidaire et sensiblex perpendiculaire à une plaquette support isolante, externe, tandis que les bornes sont écartées de ce support d'une longueur au moins égale à l'épaisseur du couvercle. 6 - Prise électrique suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le profil portant les bornes électriques de la de la fiche est élaboré en un matériau isolant et présente une section droite en forme de Z. 7 - Prise électrique suivant I'ue quelconque das revendications 1à 4, caractérisée en ce que les poles de la prise femelle sont des lames conductrices montées de façon souple, cachées par des masses isolantes et reliées aux fils d'alimentaZ tion du réseau électrique par des moyens conducteurs enrobés dans la matière isolante constituant le support ou bottier de la prise. 8 - Prise électrique suivant la revendication 3, caracté- risée en ce que l'organe élastique de verrouillage tiXX sur le fond de la prise est une lame de ressort qui est susceptible d'agir sur l'extrémité avant de la fiche mAle pour repousser cette fiche contre la face interne du couvercle et la verrouiller derrière des crans d'arrêt taillés à la façon de dents de rochet. 9 - Prise électrique suivant les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que ltouverture du couvercle est constituée par un orifice central prolongé radialement par autant de fentes que la prise comporte de pales, la largeur dê chaque fente étant au moins égale à celle de i 'enveloppedes profils portant les bornes de la fiche mâle 10 - Prise électrique suivant ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, l'élément mâle étant introduit dans l'élément femelle, il est susceptible d'entre soumis à un mouvement de rotation au cours duquel les profils portant les bornes circulent sous le couvercle en glissant sur une des faces des reliefs solidaires de la face interne du couvercle-fixé sur la prise femelle, ces reliefs ou dents constituant des crans dtarret et de verrouillage lorsque les bornes de ltélément mfllo tournant arrivent en contact avec les pOlos électriques sous tension de ltélément femelle. 11 - Prise électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le déplacement rotatif de la fiche relativement à la prise femelle est guidée par le palier constitué par : ltouverture centrale du couvercle ; le bord interne des masses isolantes de protection des poules sous tension ; enfin, le bord intérieur des reliefs constituant les crans 12 - Prise électrique suivant l'une quelconque des revenU dications précédentes, caractérisée en ce quelle est suscepti blo autre employée dans tous les domaines d'utilisation des prises connues, par exemple pour le raccordement à un réseau biphasé à deux pôles, biphasé à trois pôles, triphasé... tandis quelle peut être fixée à un bottier ou un mur ou bien autre montée à l1 extrémité d'un cable électrique prolongateur,