Brevet FR2609573A1 — publié le 19880715

La présente invention ( pour objet un contacteur de sécurité. II peut s'avérer nécesC.ire, pour des raisons de sécurité, de munir d'un contacteur de sécurité une armoire, un coffret, etc., fermé par une porte et contenant des apparells et des circuits électriques ordinairement sous tension, le contact de sécurité coopérant avec la porte et mettant hors tension ces appareils et circuits lorsqu'elle est ouverte. C'est particulièrement le cas pour des appareils fonctionnant sous la tension du secteur et faisant l'objet d'une maintenance régulière A titre d'exemple, on peut citer les feux tricolores, lesquels sont usuellement constitués de la juxtaposition verticale de trois boîtes contenant chacune une source de lumière alimentée par le secteur. Ces boites ont un côté monté sur pivot qui donne directement accès à la source de lumière et permet de la changer quasi instantanément.Il est indispensable que cette opération puisse se faire sans que la personne préposée à cet entretien n'ait à prendre de précautions particulières. D'ou la nécessité d'associer, par un contacteur approprié, I'ouverture du côté pivotant de la boîte à la mise hors tension du circuit dza"mentatlon de la source de lumière. D'autre part, on juge souvent utile, pour des raisons de commodité, le cas échéant aussi de sécurité, de loger, dans la feuillure ou à proximité de la feuillure de la porte d'une armoire ou d'un local, un contacteur coopérant avec ladite porte et établissant la mise sous tension d'un circuit ou d'un appareil électriques lorsque celle-cl est ouverte. On observe cette disposition dans les réfrigérateurs et les chambres froides, par exemple, qui comportent un éclairage fonctionnant à l'ouverture de la porte. Selon l'endroit où il est p:acé et sa finalité, le coffret, l'armoire, etc. muni d'un contact de sécurité du type de celui qui a été définl plus haut peut être environné d'humidité et être exposé à la pollution, en particulier lorsqu'll est installé à l'extérieur (cas des feux tricolores). Il importe alors de doter ce coffret d'un contacteur où, compte tenu de l'humidité qui pourrait y régner et de la poussière qui pourrait s'y déposer, il ne puisse en aucun cas se créer de chemins conducteurs, faute de quoi ledit contacteur ne remplirait pas son objet. En effet, on sait que la poussière, et en particulier la poussière humide, déposée sur un isolant séparant deux pièces conductrices et/ou en suspension autour de ces pièces est susceptible de créer entre elles des chemins conducteurs sur l'isolant et/ou dans i'air. La créatlon de ces chemins conducteurs dépend directement de a différence de potentiel existant entre les pièces conductrices et de la distance les séparant.Ainsi, pour qu'un contacteur offre toutes les garanties de cecurl. souhaitables, il faut prévoir, eu égard à la tension du circuit auquel il est destiné à être connecté, d'établir entre ses différents contacts (partles actives de polarités différentes) une distance suffisante, de même qu'entre ces contacts et la zone la plus proche desdits contacts accessibles aux doigts ou à l'outil manipulé par la personne chargée de l'entretien du coffret où ledit contacteur est monté. Des essais et des mesures ont été faits en vue de déterminer, dans les différentes configurations possibles, les distances minimales en deçà desquelles des courants de fuite peuvent se produire dans un appareil comportant des pièces sous tension . Les enseignements tirés de ces essais ont conduit à l'établissement, par un organisme international ou IUTE. (Union Technique de l'ElectrJcité) est partie prenante, de classes d'appareil correspondant à des normes A titre d'exemple, un appareil ayant une tension maximale de service de 250 V est rangé dans la classe Il si les lignes de fuite (plus courts trajets épousant le relief des zones concernées de l'appareil) et les distances dans l'air minimales devant exister entre les parties actives de polarités différentes d'une part et entre les parties actives et les parties métalliques accessibles d'autre part, font respectivement trois et huit millimètres. De façon connue en sol, les contacteurs destinés à coopérer avec une porte comprennent essentlellement un botter isolant, un poussoir isolant, une pièce de jonction métallique et deux bornes auxquelles sont raccordées les deux parties du câble sur lequel on veut pouvoir établir une coupure. Le poussoir est assujetti à la pièce de jonction et est mobile entre deux positions extrêmes : dans une de ces positions, 11 falt saillie hors du boîtier, dans l'autre, il disparaît en partie ou totalement a l'intérieur du boîtier. Un organe élastique, tel qu'un ressort, tend à maintenir le poussoir dans la première de ces positions. Vls-à-vis de la porte à laquelle ils sont associés, ces contacteurs sont montés de façon que, lorsqu'elle est fermée, ladite porte maintient le poussoir enfoncé. Dans cette position, selon les types de contacteurs, le poussoir plaque la pièce de jonction métallique sur les deux bornes ou l'écarte d'au moins une de ces bornes Lorsque la porte est ouverte et que, par conséquent, le poussoir fa; saillie hors du bottier, c'est l'inverse qui se produit. En règle générale, les contacteurs connus de l'art anterieur sont prévus pour établir une coupure sur un seuil conducteur, ce qui est suffisant pour mettre hors/sous tension un circuit monophasé ainsi que le circuit de commande du relais de commutation d'un circuit triphasé. De sorte que, jusqu'a présent, lorsqu'on eprouze le besoin d'établir simultanément une coupure sur plusieurs circuits indépendants, on juxtapose plusieurs contacteurs connectés respectivement à chacun desdits circuits. L'inconvénient d'une telle disposition est qu'elle est encombrante et peu économe de moyens. D'autre part, sur les contacteurs existants, les bornes auxquelles sont raccordées -par soudage, enfichage, etc.- les deux parties du conducteur sur lequel on veut établir une coupure font généralement saillie a l'extérieur du boitier. Cette conformation, si elle presente l'intérêt de laisser libre accès aux connexions et en particulier de permettre la vérification instantanée de leur état, n'est pas totalement satisfaisante au plan de la sécurité. La présente invention a pour objet un contacteur qui échappe a ces observations, c'est-a-dire qui puisse établir simultanément une coupure (ou une connexion ou respectivement une coupure et une connexion) sur au moins deux circuits indépendants, qui soit compact, qui comporte un nombre réduit de pièces et qui offre des garanties de sécurité supérieures à celles des matériels existants. On prévoit en effet que ce contacteur sera conforme aux normes de la classe Il établies par l'U.T.E. Selon l'invention, un contacteur de sécurité comportant - un boîtier isolant, - un poussoir Isolant mobile entre deux positions extrêmes correspondant respectivement à une saillie hors du boiter et à un enfoncement dans le boîtier, au moines un organe élastique de rappel tendant à ramener le poussoir dans la position de saillie, et - un couvercle Isolant pour fermer le boîtier, se caractérlse en ce qu'il comporte en outre au moins une paire de contacts reliée aux deux parties d'un câble et, au moins un organe de JonctloD soiidaire du poussoir, ledit organe de jonction faisant pression sur es deux contacts de la paire de contacts lorsque le poussoir est en positon d'enfoncernent. Le (ou les) organes de jonction établit (etablissent) une connexion ou une coupure entre les deux contacts de la paire de contacts qui lui (leur) est associée lorsque le poussoir est en position d'enfoncement. Selon une caractéristique de l'invention, les contacts sont des lames métalliques élastiques formant un coude et les pièces de jonction sont des entretoises rectilignes, la distance séparant les coudes de chaque paire de lames de l'axe longitudinal de l'entretoise correspondante étant inférieure à la moitié de l'épaisseur de l entretolse lorsque le poussoir est en position de saillie, les entretoises pénétrant entre les lame de leur paire de lames correspondantes et les écartant, lorsque le poussoir est en position d'enfoncement. Une entretoise est soit métallique, soit faite dun matériau isolant.Dans le premier cas, les lames de la paire de lames correspondante n'ont aucun point de contact lorsque le poussoir est en position de saillie et les coudes de ladite paire de lames peuvent être sensiblement disposés sur l'axe longitudinal de l'entretoise. Dans le second cas, les coudes de la paire de lames correspondante sont en contact lorsque le poussoir est en position de saillie. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier comporte au moins un compartiment pour le logement du (des) organe(s) eiastique(s) et au moins deux alvéoles oblongues séparées les unes des autres par une cloison principale et séparées du (des) compartiment(s) par une paroi, chaque alvéole étant subdivisée sur une partie de sa longueur par une cloison secondaire et servant à loger une paire de lames ainsi qu'une partie du câble auquel elles sont raccordées. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique du poussoir du contacteur selon l'invention: a vue de dessous ; b vue de coté la figure 2 est une vue de dessus schématique d'un premier type de contacteur selon l'invention depourvu de son couvercle, la figure 3 est une vue de dessus schematique d'un second type de contacteur selon l'invention dépourvu de son couvercle ; et, la figure 4 représente. au moyen de quatre vues en perspective, les quatre étapes (a, h, ç, d > dt montage du contacteur selon l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 4, le contacteur de sécurité selon l'invention a la forme d'un parallélépipède rectangle plat Il se compose d'un corps 1, d'un poussoir 2 et d'un couvercle 3 encliquetable sur le corps 1. Le corps I est divisé en plusieurs compartiments oblongs séparés par des cloisons isolantes. Deux compartiments 4 situés le long des côtés du corps 1 logent chacun un ressort à boudin 5, lequel est avantageusement maintenu dans ce réceptacle par coinçage sous une saillie 6 de la paroi latérale du corps 1. L'espace compris entre les parois intérieures 7 des compartiments 4 est divisé, au moyen de cloisons principales 8, en plusieurs alvéoles 9 qui sont elles-mémes subdivisées sur une partie de leur longueur par une cloison secondaire 10.Sur les figures, les alvéoles 9 sont au nombre de trois car le contacteur est destiné à établir simultanément une coupure sur trois conducteurs Il va de soi que, selon les besoins, le nombre des alvéoles 9 peut être augmenté ou diminué. Les alvéoles 9 logent les deux parties d'un cable il sur lequel on veut pouvoir établir une coupure. Le maintien de l'extrémité de chacune des deux parties d'un câble il dans une alveole 9 est assurée par la disposition suivante ' à chacune des extrémités du câble il est connectée une lame plane 12 métallique élastique comportant une partie rectiligne 13, une partie coudée 14 et un ergot 15 faisant saillie sur la partie rectiligne.Chaque alvéole 9 comporte un téton 16 sur chacune des parois qui la délimitent (cloisons principales 8, parois intérieures 7 des compartiments à ressort 4), ainsi qu'une rainure 17 pratiquée à l'aplomb de chaque téton 16, sur le fond 18 du boîtier 1, parallèle aux cloisons. Le couvercle 2 comporte sur sa face intérieure des rainures correspondantes. Lorsque le boîtier 1 est fermé par le couvercle 2 et que les deux parties du câble 11 sont en place, chacun des bords de la partie rectiligne 13 des lames 12 pénètre dans une rainure (du fond 18 du boîtier ou de la face intérieure du couvercle 2) et les ergots 15 viennent prendre appui, à la manière d'ardillon de harpon, sur les tétons 16 correspondants. De la sorte, les lames 12 sont fixées dans le contacteur où elles ne peuvent, en particulier, ni avancer ni reculer. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 4L le poussoir 2 du contacteur a, grossièrement, la forme d'un peigne dont les dents sont de section rectangulaire (ou carree). Lextremité des dents extérieures 19 est plane et est prévue pour prendre pui sur l'extrémité des ressorts à boudin 5, la partie supérieure des compartiments 4 servant de guide à ces dents. L'extrémité de la face des dents 19 dirigée vers le couvercle 2 comporte un renflement 20 destine à coopérer avec un évidement pratiqué dans la face Intérieure du couvercle et grâce auquel, lorsque le boîtier I est fermé par le couvercle 2, le poussoir 3 est rendu solidaire de l'ensemble. Les autres dents 21 du poussoir 2, qui comportent un socle 22 et une entretoise 23, sont pointues à leur extrémité.Le poussoir 2 est mobile par rapport au boîtier 1 et au couvercle 3, entre deux positions extremes. Dans une de ces positions, il est enfoncé au maximum dans le boiter la face intérieure du dos 24 du poussoir est alors quasi au contact de l'extrémite des parois intérieures 7 des compartiments 4 et l'extrémité des entretcises 23 est quasi au contact de l'extrémité des cloisons secondaires 10 des alvéoles 9. Dans l'autre position, 11 est sorti au maximum du boiter I les ressorts a boudin 5 n'exercent pas de force sur l'extrémité des dents 19 et l'extrémité des entretoises 23 arrive approximativement au niveau de l'extrémité des cloisons principales 8. Les deux positions extrémes qui viennent d'être décrites correspondent respectivement a l'établissement d'une coupure ou d'une connexion entre les deux parties de chacun des cabales 11. Dans le cadre de la présente invention, on veut pouvoir choisir que l'enfoncement du poussoir 2 provoque l'établissement d'une coupure ou celle d'une connexion sur les deux parties d'un câble Il. Pour satisfaire à ces deux exigences, on prévoit deux positionnements différents des lames 12 ainsi que deux types d'entretoises 23. Dans le cas où le poussoir 2 du contacteur doit, en position enfoncée, établir une coupure sur un câble I 1, la disposition adoptée est celle qui est représentée dans l'alvéole 9 médiane du boîtier 1 du contacteur de la figure 3 : les deux tétons 16 de cette alvéole sont exactement situés en vis-à-vis et les lames 12 occupent des positions symétriques par rapport à la cloison secondaire 10. Leurs coudes respectifs sont maintenus en contact étroit grâce à l'élasticité du métal dans lequel elles sont faites. L'entretoise 23 du poussoir 2 située en vis-a-vts de cette alvéole 9 est faite dans un matériau isolant. De la sorte, quand le poussoir 2 ect en position enfoncez, l'entretoise isolante 23 maintient les lames 12 E artées et le cable I I est coup;. Dans le cas où le poussoir 2 du contacteur doit, en position enfoncée, établir une connexion entre les deux parties d'un cable 11, ia position adoptée est celle qui est représentée dans toutes les autres alvéoles 9 des contacteurs des figures 2 et 3 (à l'exception donc de l'alvéole médiane du contacteur de la figure 3).Dans ces alvéoles, les tétons 16 sont décalés, de sorte que les lames 12 ne sont pas situées en vis-a-vis L'intérêt du décalage des tétons 16, joint a la forme spécifique des lames 12 décrites plus haut, est qu'il permet de ménaqer entre les parties les plus rapproci-"es. des lames 12 un espace convenable, la largeur des alvéoles 12 restant faible par ailleurs Grace a cette disposition, les contacteurs selon l'lnvention, sont très compacts. L'entretoise 23 du poussoir 2 située en vis-à-vis d'une alvéole 9 de ce type est métallique.De la sorte, quand le poussoir 2 est en position enfoncée, l'entretoise conluctrice 23, contre laquelle les lames 12 font pression, établit une connexion entre les deux narties du câble 11. Selon l'invention, on prévoit des contacteurs ne comportant que des alvéoles du premier type décrit ci-dessus QU que des alvéoles du second type décrit ci-dessus (cas des figures 2, 4) et des contacteurs rnixtes comportant des alvéoles des deux types (cas de la figure 3). Avantageusement, le boîtier 1, le poussoir 2 (à 1'exception évidemment des entretoises 23 métalliques) et le couvercle 3 sont respectivement moulés d'une pièce dans une matière plastique. Le montage du contacteur de sécurité selon l'invention va maintenant être décrit en relation avec la figure 4. On place d'abord les ressorts 5 dans leur compartiment 4 respectif (figure 4a) On introduit ensuite le poussoir 2 dans le boîtier I et on le maintient en position enfoncée (figure 4h). On encliquette alors le couvercle 3 sur le boîtier 1 (figure 4Ç): à cette fin, le couvercle 3 -qui est essentiellement constitué d'une plaque 25 et de deux flancs 26 perpendiculaires a la plaque 25 et parallèles aux cloisons intérieures du boîtier 1- comporte deux orifices 27 dans chacun de ses flancs et le boîtier 1 comporte > sur chacune de ses parois latérales, deux saillies 28 destinées à coopérer avec lesdits orifices.Pour finir, il reste a introduire dans une ou plusieurs alvéoles 9 les deux parties d'un ou plusieurs câbles I 1 (figure 4g). Les lames 12 assujetties aux extrémités de ces câbles sont guidées par les cloisons intérieures du con. vecteur et viennent occuper leur place définitive sous l'action d'une simple poussée. Comme il apparaît à cette description, le montage du contacteur selon l'invention, ainsi que la mise en place des câbles sur lesquels ledit contacteur dolt établir une coupure, sont dune grande simplicité. Outre les avantages qui viennent d'être mentionnés, le contacteur selon l'invention tire encore de sa conformation celut de pouvoir être rendu, sans difficulté, conforme aux normes des appareils de la classe Il définies par l'U.T.E. A titre d'exemple, on a réalisé un prototype de ce contacteur comportant trois alvéoles 9 qui, pour un encombrement de 5,5 cm x 5,5 cm x 1 cm, satisfaisait å ces normes, c'est-à-dire ou les lignes de fuite et les distances dans l'air minimales séparant - les paires de lames des entretoises 23 métalliques, lorsque le poussoir 2 est en position de saillie, - les paires de lames 12 des ressorts a boudin 5 métalliques, et - deux paires de lames 12 contiguës faisaient huit millimètres au minimum et ou les lignes de fuites et les distances dans l'air séparant deux lames 12 d'une même paire de lames destinée a coopérer avec une entretoise 23 métallique faisaient trois millimètres au minimum. La présente Invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est, au contraire, susceptible de variantes et de mofidications qui apparaitront à l'homme de l'art REVENDI CATIOMIS 1. Contacteur de sécurise comportant - un boitier Isolant (1), - un poussoir isolant (2; mobile entre deux positions extrêmes correspondant respectivement à une saillie hors du boîtier (1) et 3 un enfoncement dans le Boîtier (1), au moins un organe élastique (5) de rappel tendant à ramener le poussoir dans la position de saillie, et - un couvercle isolant (3) pour fermer le boîtier ( 1), ledit contacteur étant caracterisé en ce qu'il comporte en outre .au moins une paire de contacts (12) reliée aux deux parties d'un câble ( l)et, au moins un organe de jonction (23) solidaire du pousscir (2), ledit organe de jonction faisant pression sur les deux contacts (12) de ladite paire de contacts lorsque le poussoir (2) est en positon d'enfoncement 2 Contacteur de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des organes de jonction (23) établit une connexion entre les deux contacts (12) de la paire de contacts qui lui est associée lorsque le poussoir (2) est en position d'er,foncerl-lent. 3. Contacteur de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des organes de jonction (23) établit une coupure entre ies deux contacts (12) de la paire de contacts qui lui est associée lorsque le poussoir (2) est en position d'enfoncement. 4. Contacteur de sécurité selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les contacts sont des lames (12) métalliques élastiques formant un coude et en ce que les pièces de jonction sont des entretoises (23) rectilignes, la distance séparant les coudes de chaque paire de lames (12) de l'axe longitudinal de l'entretoise (23) correspondante étant inférieure à la moitié de l'épaisseur de l'éntretoise lorsque le poussoir (2) est en position de saillie, les entretoises (23) pénétrant entre les lames (12) de leur paire de lames correspondantes et les écartant, lorsque le poussoir (2) est en position d enfoncement. 5. Contacteur de sécurité selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que au moins une des entretoises (23) est métallique et en ce que les lames (12) de la paire de lames correspondante n'ont aucun point de contact lorsque ie poussoir (2) est en position de saillie. 6. Con'tacteur de sécurité selon 13 revendication 5, caractérisé en ce que les coudes de la paire de larves (12) sont sensiblement disposés sur l'axe longitudinal de l'entretoise (23). 7. Contacteur de sécurité selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que au moins une des entretoises (23) est faite d'un matériau isolant et en ce que les coudes de la paire de lames (12) correspondante sont en contact lorsque le poussoir (2) est en position de saillie. 8. Contacteur de sécurité selon une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte au moins un compartiment (4) pour le logement du (des) organe(s) élastique(s) (5) et au moins deux alvéoles (9) oblongues séparées les unes des autres par une cloison principale (8) et séparées du (des) compartiment(s) (4) par une paroi (7), chaque alvéole (9) étant subdivisée sur une partie de sa longueur par une cloison secondaire (10) et servant à loger une paire de lames (12) ainsi qu'une partie du câble (11 auquel elles sont raccordees. 9. Contacteur de sécurité selon une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les lanies (12) comportent une partie rectiligne (13), une partie coudée (14) et un ergot (15) faisant saillie sur la partie rectiligne. 10. Contacteur de sécurité, selon les revendications 8 et 9 > caractérisé en ce que chaque alvéole (9) comporte deux tétons (16) situés respectivement sur les cloisons principales (8) qui la délimitent ou respectivement sur la cloison principale (8) et la paroi (7) qui la délimitent, lesdits tétons coopérant par encliquetage avec les ergots (15) des lames (12), deux rainures (17), contiguës et parallèles respectivement à chacune des cloisons principales (8) qui la délimitent ou à la cloison principale (8) et à la paroi (7) qui la délimitent, lesdites rainures coopérant par glissement avec les bords de la partie rectiligne (13) d'une lame (12). 11. Contacteur de sécurité selon les revendications 5 et 10, caractérisé en ce que les deux tétons (16) d'au moins une alvéole (9) ne sont pas situés en vis-à-vis 12. Contacteur de sécurité selon les revendications 7 et 10, caractérisé en ce que les deux tétons (16) d'au moins une alvéole (9) sont situés en vis-à-vis. 13. Contacteur de s uritfJ selon une des revendications J 3 IL, caractérisé en ce que le couvercle (3) comporte des rainures situés en regard des rainures (17) des alvéoles (9) pour servir au guindage et au maintien de lun des bords de la partie rectiligne (13)d'unP lame (12) 14.Contacteur de sécurité, selon une des revendications 8 a 13, caractérisé en ce qu'il comporte deux organes élastiques constitues chacun par un ressort à boudin (5), le poussoir (2) cornDrenant deux dents (19) et les compartiments (4) ayant sur une partie de leur longueur une section légèrement supérieure à celle desdites dents pour guider celles-ci, l'extrémite des dents (19) étant au contact une extrémité des ressorts (5) pour pouvoir les comprimer. 15. Contacteur de sécurité, selon la revendication 14, caracterisé en ce que les dents (19) comportent chacune un téton ( I g) et le couvercle (3) deux évidements correspendants pour rendre le poussoir (2) solidaire du boîtier (1) et du couvercle (3) lorsque le couvercle (3) ferme le boitier (1) 16. Contacteur de sécurité, selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle (3) est encliquetable sur le boîtier (1). 1 7. Contacteur de sécurite selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lignes de fuite et les distances dans l'air séparant - les paires de contact (12) des organes de jonction (23) metalliques, lorsque le poussoir (2) est en position de saillie, - les paires de contacts (12) des organes élastiques de rappel (5) métalliques, et - deux paires de contacts contiguës (12) font huit millimètres au minimum. 18. Contacteur de sécurité selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lignes de fuites et les distances dans l'air séparant deux lames (12) d'une même paire de lames font trois millimètres au minimum.