Brevet FR2613121A1 — publié le 19880930

L'invention concerne un appareil interrupteur de sécurité à clé, comprenant dans un boYtier au moins un interrupteur actionnable par l'intermédiaire d'un poussoir de transmission coulissant à partir d'une pièce mobile qui est placée dans une tête associée au boitier et qui est déplaçable conjointement avec une clé introductible dans cette tête, tandis qu'un organe de verrouillage commandé par un dispositif annexe d'actionnement sensible à un paramè- tre extérieur autre que le mouvement de la clé, est agencé pour verrouiller sélectivement la clé dans la tête. De tels appareils sont fréquemment utilisés dans les circuits de commande d'installations ou machines o l'on souhaite soit rendre celles-ci totalement inefficaces, soit arrêter une partie de leurs fonctions, soit interrompre l'alimentation électrique d'organes faisant l'objet d'une visite de routine. Les applications possibles comprennent, par exemple, celle o la clé est fixée à l'intérieur d'une porte de coffret devant rester fermée lorsque les organes électriques disposés à l'intérieur de ce coffret sont sous tension. Dans une autre application, la clé est solidaire d'une porte de monte-charge qui doit être fermée préalable- ment à la mise en route. De plus, selon un souhait fréquent, le fonctionne- ment de l'interrupteur fait l'objet d'une interdiction ou d'un blocage en réponse à l'apparition ou à la dispari- tion de certaines conditions supplémentaires. Dans un tel interrupteur, connu d'après un article de B. KIRSCHBAUM dans la revue ELEKTRO ANZEIGER, Nr. 9 (1985), un boitier de grande taille reçoit un dispositif pour commander l'interrupteur à l'aide d'une clé, ainsi qu'un électro-aimant immobilisant sélectivement la clé en fonction d'un paramètre de fonctionnement prédéterminé. Cette disposition a l'avantage de reporter sur l'élément robuste que constitue la clé les forces anormales susceptibles d'apparaitre lors d'une tentative d'ouverture frauduleuse. Elle est toutefois volumineuse tandis que la longueur de la clé devient si importante que des mouve- ments d'introduction de cette clé ayant par exemple une trajectoire rotative sont difficilement envisageables, sauf à monter celle-ci sur un support orientable relati- vement compliqué. De plus, si l'on souhaite que le verrouil- lage de la clé soit effectué par un autre organe que l'électro-aimant interne, on est obligé de déséquiper l'en- semble du boîtier ou d'exécuter sur celui-ci des ouvertures qui ne sont pas prévues à l'avance, et qui risqueraient de compromettre l'étanchéité du boitier o se trouvent également placés les interrupteurs. On connait également, par le brevet français n 2 569 303 un appareil interrupteur dans lequel un électro- aimant bloque sélectivement une tige de transmission parti- culière se trouvant placée entre l'interrupteur et la pièce mobile. Cette mesure qui se justifie dans le cadre de préoccupations comparables, présente l'inconvénient de nécessiter le démontage de l'appareil standard pour disposer un boitier intermédiaire entre le boitier recevant l'inter- ruteur, et la tête recevant la-clé; de plus, en cas de tentative frauduleuse, par exemple pour ouvrir la porte à laquelle est fixée la clé, des efforts exagérés peuvent être communiqués à la pièce mobile et risquent de provoquer sa destruction. Enfin, ce document ne prévoit pas que l'électro-aimant actionne des moyens d'interruption. L'invention se propose, par suite, de fournir un appareil de sécurité à clé dont la constitution répond à celle qui est mentionnée ci-dessus, mais dans lequel un dispositif de verrouillage interne de la clé sera sus- ceptible d'être mis en oeuvre par un actionnement externe de type quelconque, tel qu'un électro-aimant, un petit vérin, une sonde thermométrique ou barométrique à dilatation, sans que la qualité de l'étanchéité du boitier d'interrup- teur puisse être altérée lors de l'association de cet action- neur, cet appareil étant naturellement en mesure de fonc- tionner de façon normale et pour d'autres applications en l'absence dudit actionneur. Par ailleurs si la clé n'est pas retenue par un moyen de verrouillage, lui-même actionné par un électro-aimant, les contacts électriques sont néan- moins commutés. Selon l'invention, le but visé est atteint dés lors que ledit interrupteur est actionnable en outre à partir d'un coulisseau constituant ledit organe de verrouil- lage, placé dans la tête, et lié au poussoir de transmission, ce coulisseau présentant d'une part, une surface de blocage apte à verrouiller la clé et, d'autre part, une extrémité accessible au voisinage d'une face de la tête pour recevoir l'action du dispositif annexe d'actionnement extérieur au boitier et à la tête. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue en perspective partielle- ment arrachée de l'appareil selon l'invention, lorsqu'il est dépourvu de moyens annexes d'actionnement et n'est pas occupé par une clé; - la figure 2' est une vue en perspective analogue à la figure 1 montrant comment se trouve verrouillée la clé une fois qu'elle a été introduite; - la figure 3 est une vue en perspective dans laquelle un actionneur électro-magnétique est associé à l'appareil selon la figure i; - les figures 4 et 5, montrent deux autres types d'actionneurs susceptibles de commander le dispositif de verrouillage en fonction de variables de pression, respecti- vement de température; - la figure 6 montre un élément de contact auxi- liaire insérable entre la tête de l'appareil et l'un des actionneurs mentionnés ci-dessus; - la figure 7 est un schéma électrique illustrant une application possible de l'appareil avec un actionneur du type électromagnétique; et - la figure 8 est une vue en perspective d'une variante de clé. Un appareil interrupteur 1 selon l'invention, visible à la figure 1, comprend un boitier 2 et une tête 3 associés à l'aide de quatre vis telles que 4, 5, 6; celles-ci sont, par exemple, disposées en carré pour permet- tre une orientation de la tête par rapport au boîtier selon l'un de quatre sens rectangulaires A, B, C, D. Un volume interne 7 du boitier 2 contient un dispositif interrupteur 8, ou un jeu de dispositifs inter- rupteurs, dont l'organe de commande 9 se déplace le long d'un axe XX'. Dans un volume interne 10 de la tête 3 se trouve une pièce rotative 11 qui peut pivoter autour d'un axe ZZ' parallèle à l'axe XX'. Cette pièce, qui a la forme générale d'un secteur de cylindre, présente dans sa région supérieure 12 une rainure 13 et dans sa région inférieure opposée, tournée vers le boitier 2, une surface de came 14; des moyens élastiques 15, d'axe ZZ',,tendent à donner à cette pièce rotative une position angulaire de repos (Figure 1) pour laquelle l'entrée 16 de la rainure se trouve dirigée vers une ouverture d'entrée 17 prévue à travers une face avant 18 de la tête. Cette ouverture présente un profil particulier dont une a partie horizontale 19, parallèle au plan de joint tête 3 - boitier 2 constitue l'entrée d'un couloir qui s'étend au-dessus de la région 12, tandis qu'une partie verticale 21 se trouve en regard de l'entrée 16 de la rainure lorsque la pièce rotative 11 est en position de repos. L'ouverture 17 permet d'introduire dans la tête 3, selon un axe VV' perpendiculaire aux axes XX' et ZZ', une clé 22, qui comprend un corps plat 23, allongé selon un axe qui, lors de l'introduction, correspond-à l'aYe VV', et un ergot 24 fixé à l'une des faces du corps 23. Lors de l'introduction, on fait pénétrer dans les portions 19, 21 de l'ouverture le corps 23, et respec- tivement l'ergot 24; par ailleurs, le corps 23 de la clé présente au voisinage de son extrémité 26 une encoche latérale de contour circulaire 25. Le long d'un axe YY', parallèle à XX', se trouve dans la tête 3 un coulisseau 27 qui est mobile le long de cet axe YY' et qui est lié à un poussoir de transmission 28 d'axe XX' coulissant dans un moyen de guidage 32. Une portion transversale de liaison 29 placée sous la came 14 dans un volume interne 39 inaccessible en particulier depuis l'ouverture 17, relie le poussoir de transmission 28 et une tige 30 de diamètre - D - du coulisseau; cette portion porte également dans l'axe XX' un doigt 35 dirigé vers le came 14 et coopérant avec celle-ci. Le coulisseau 27 est guidé axialement dans un alésage 31 de la tête et positionné angulairement par le poussoir 28. A son extrémité opposée à la portion trans- versale 29, la tige 30 est adjacente à une gorge 40 de diamètre réduit - d -. La trajectoire de coulissement de la tige 30 empiète sur le couloir 20, et la tige 30 ou la gorge 40 peuvent ainsi apparaître dans le couloir 20, du côté adjacent à l'encoche 25 de la clé lorsque celle-ci est engagée dans le-couloir 20. Des moyens élastiques pouvant être constitués par un ressort de rappel 33 de l'interrupteur agissant en sens G, et/ou par un ressort 34 associé au coulisseau pour agir dans le même sens, tendent à appliquer contre la surface de came 14 le doigt 35, sensiblement placé dans l'axe XX' Ainsi, le coulisseau 27 étant pour l'instant supposé libre de se déplacer avec le poussoir 28, les mouve- ments angulaires de la pièce rotative 11 produisent des déplacements de sens G ou F du poussoir 28, du coulisseau 27, et de l'organe de commande 9. Lorsque la pièce rotative 11 est dans sa position de repos - R illustrée sur la figure 1, la gorge 40 se trouve en regard du couloir 20; lorsque cette pièce rotative se trouve dans une position de travail - T pour laquelle la partie haute 41 de la surface de came est en contact avec le doigt 35, le coulisseau a effectué sous l'effet du ou des ressorts une course en sens G amenant la tige à former une saillie dans le couloir 20. Ce mouvement a également provoqué l'actionnement du ou des interrup- teurs 8. Lors de l'utilisation de l'appareil, on fait d'abord pénétrer la clé 22 dans l'ouverture 17, et l'ergot 24, trouvant sur son chemin l'entrée 16 de la rainure 13, s'engage dans celle-ci, puis entraîne en rotation la pièce rotative 11. En efet, la trajectoire de l'ergot 24 passe à distance de l'axe ZZ'. La rotation de la pièce 11 se traduit par un décollement entre la surface de came 14 et le doigt 35. Ceci peut résulter de ce qu'un moyen d'ac- tionnement annexe (décrit plus loin) agissant sur l'extrémité 37 du coulisseau 27 empêche le coulisseau 27 et par consé- quent le poussoir 28 de remonter à mesure que la came 14 le permet. Mais ceci résulte, en tout cas, de ce que la clé 23 engagée dans la gorge 40 bloque mécaniquement le coulisseau 27 en position enfoncée. Lorsque l'encoche 25 de la clé se place dans le prolongement de la tige 30 du coulisseau 27, celui-ci peut alors effectuer un mouvement de sens - G qui place la tige 30 dans l'encoche 25 en venant empiéter sur le couloir 20; un tel engagement est possible grâce au fait que la gorge possède une hauteur appropriée et que le diamètre de l'encoche est un peu plus grand que le diamètre D de la tige, voir figure 2. La 261.... grand que le diamètre D de la tige, voir figure 2. La posi- tion relative du couloir 20 et de l'axe YY' est telle que l'axe YY' coïncide avec le centre du contour en secteur de cercle de l'encoche lorsque la clé atteint la position de libération de la tige 30. Lorsque cette position de travail - T - est atteinte, il n'est plus possible ni d'enfoncer davantage la clé, ni de la retirer, car elle est retenue de façon robuste par le contact de l'encoche 25 contre la tige 30; une tentative frauduleuse de retrait de la clé ne peut donc endommager les pièces mobiles de l'appareil telles que 11, 28 et 9. Par suite, et dans le cadre de la fonction dévolue à cet appareil, toute pièce mécanique, par exemple une porte de coffret liée à la queue 36 de la clé, ne peut être déplacée avant qu'un déverrouillage de celle-ci soit effectué par d'autres voies. On constate à l'examen de la figure 2, qu'en position de travail T la partie supérieure 37 du coulisseau 27 fait saillie au-dessus de la face supérieure 38 de la tête, à travers l'alésage 31 de ladite face. Un déverrouillage peut être effectué en exerçant sur cette extrémité une poussée de sens F qui amènera à nouveau la gorge 40 en regard du couloir 20. Parmi les principaux actionneurs qui sont suscep- tibles d'être mis en oeuvre avec l'appareil selon l'invention pour agir sur l'extrémité 37, on doit mentionner ceux qui font appel à un électroaimant, à une pression de fluide et à une température, pour permettre ou interdire le retrait de la clé en fonction des paramètres électriques ou physiques correspondants. A la figure 3, on retrouve l'appareil 1 comprenant le bottier 2, la tête 3 et la clé 22, ainsi qu'un corps associé 45 à l'intérieur duquel se trouve un électro-aimant 46 ayant une bobine 47, une culasse magnétisable dont une seule portion 48 a été représentée, et un noyau plongeur 49 qui est soumis à l'action élastique d'un ressort de rappel 51; celui-ci donne au noyau 49, en l'absence de tension sur les bornes 52, 53 du connecteur d'alimentation de la bobine 47, une position de repos qui est transmise à une collerette 54 par l'intermédiaire d'une tige 55 tra- versant de manière coulissante la portion de culasse 48. La position de repos est la position d'éloignement maximal de la collerette 54 relativement au boitier 2. La collerette 54 possède une dimension transver- sale suffisamment importante pour venir en regard de l'extré- mité 37 et pouvoir provoquer l'enfoncement de celle-ci, lorsque le noyau 49 passe de sa position de repos à une position de travail, plus proche du boîtier 2. Deux vis 56, 57 ont été substituées aux vis originales 4, 6 pour opérer la fixation du corps 45 sur la face 38, en pénétrant dans deux ouvertures filetées 42, 43 du boitier 2. Cette fixation, qui ne nécessite.pas le démontage de la tête, permet de donner au corps l'une des quatre orientations possibles par rapport à celle-ci. A la figure 4, on observe un actionneur manométri- que 60 ayant un corps associé 61 qui est ici séparé de l'appareil 1 et qui fait appel à undispositif pneumatique interne 62 comparable à un petit vérin dont le cylindre est illustré en 63 et la tige de sortie en 64; un ressort de rappel non représenté donne à cette tige une position de repos pour laquelle la tige 64 est enfoncée dans le cylindre. Une patte 65 reliée à la tige 64 vient se placer au-dessus de l'extrémité 37 lorsque le corps 61 est fixé sur la tête 3 à l'aide de ses deux brides 66, 67; la néces- sité d'opérer une orientation du corps par rapport à la tête se fait ici moins sentir dans la mesure o l'on peut mettre en oeuvre un raccord pneumatique orientable 68 rece- vant un tube flexible 69. A la figure 5, se trouve représenté un actionneur thermique 70 ayant un corps 71 contenant par exemple un soufflet déformable.72 dont le volume interne fermé est rempli d'un fluide et se trouve en communication avec une sonde thermométrique 73 grâce à un tube de liaison 74. Les déformations du soufflet sont avantageusement transmises à un levier intermédiaire 75, 76 qui est ici associé à un ressort de rappel 77 développant la force nécessaire à l'enfoncement de l'extrémité 37 placée sour le levier lorsque la température de la sonde descend au- dessous d'un certain seuil, éventuellement réglable par une vis 78. Tous ces corps 45, 60, 70 présenteront de préfé- rence une section transversale s'inscrivant dans le contour - C - de la face de fixation 38 de la tête pour ne pas déborder le plan d'une paroi de fixation 79 propre à recevoir l'appareil, quelle que soit l'orientation relative de la tète 3 par rapport au boîtier 2. On a illustré à la figure 6 un boitier 80 d'inter- rupteur auxiliaire 81 qui est susceptible d'être disposé entre la tête 3 de l'appareil i et un actionneur 45, 60 ou 70, et qui possède un organe de commande traversant 82; cet organe, dont une extrémité inférieure 83 vient en regard de l'extrémité 37 du coulisseau 27 et dont l'autre extrémité 84 vient en regard de la pièce mobile 54, 65, d'un actionneur de type quelconque 45, 60, 70 permet de transmettre le mouvement de ce dernier et d'exploiter un signal électrique supplémentaire présent sur les bornes , 86. Un exemple de mise en oeuvre de l'appareil 1 associé à un actionneur électrique dans le cadre d'une installation électrique o l'on souhaite qu'une porte d'accès ne puisse être ouverte avant l'arrêt d'un élément de machine ayant une certaine inertie, est illustré sur le schéma de la figure 7. Entre deux lignes L1, L2 d'un circuit de commande d'un moteur M, entrainant une charge L dont l'inertie est importante, se trouvent placés en parallèle un circuit de commande 87 et un circuit de sécurité 88 représentés dans leur état de repos. Le circuit de commande comprend en série un inter- rupteur de mise en marche d1, un interrupteur d'arrêt a1, un interrupteur de sécurité s1 de l'appareil 1 et une bobine Cb d'un appareil contacteur K alimentant le moteur; le contacteur actionne, outre des interrupteurs de puissance C3, C4, C5, deux interrupteurs auxiliaires C2 et C1; ce dernier est temporisé à la fermeture, tandis que le pré- cédent, placé en parallèle sur l'interrupteur d1, établit un circuit de maintien. Le circuit de sécurité comporte un interrupteur d2 lié mécaniquement à l'interrupteur d1, l'interrupteur auxiliaire C1 et la bobine S de l'actionneur 45 associé à l'appareil interrupteur de sécurité à clé 1. La clé 22 est ici liée à une porte P fermant un coffret 90 contenant l'équipement entouré par le cadre en traits tiretés. Dans l'etat de repos représenté, o le moteur et la charge sont immobiles, l'électro-aimant S de l'action- neur 45 est alimenté par d2 et par C1 qui s'est fermé après un délai que l'on considère comme déjà écoulé; l'interrupteur s1 est donc ouvert et la tige 30 du coulisseau 27 ne ver- rouille pas la clé 22 de sorte que la porte P peut être ouverte; l'ouverture de s1 et celle de d1 interdisent l'alimentation de la bobine C du contacteur K. Lorsque l'on ouvre la porte, le retrait de la clé 22 confirme par voie mécanique 11 l'état d'ouverture de s1 et le moteur ne peut pas être remis en route, même en cas de coupure ou de défaut de l'électro-aimant S. Lorsqu'on referme la porte, la clé déplace la pièce 11 en sens J, le coulisseau 27 reste enfoncé car l'électro-aimant S est toujours alimenté. Une action exercée sur le bouton de mise en marche D établit la fermeture de dl, interrompt l'alimentation de la bobine-S par"ouver- ture de d2, l'électro-aimant S libère donc le coulisseau 27, dont la tige 30 verrouille la clé 22, tandis que l'inter- rupteur s1 se ferme, et la bobine Cb est excitée, ce qui établit son circuit de maintien par la fermeture de c2 et provoque l'ouverture instantanée de c1, cette dernière interrompt alors le circuit d'alimentation de la bobine S, dont l'interrupteur d2 se referme après relâchement du bouton de mise en marche. Lorsque l'on arrête l'installation en actionnant le bouton d'arrêt A, et en ouvrant a1, la désexcitation de la bobine Cb du contacteur K ne provoque la fermeture de l'interrupteur temporisé C1 qu'après un délai suffisant pour que le moteur et la charge se soient arrêtés. Dans la variante représentée à la figure 8, la clé 22 présente pour la tige 30 une encoche centrale 25 débouchant dans son extrémité frontale 26 par un étrangle- ment 125 de largeur légèrement supérieure au diamètre d de la gorge 40 du coulisseau 27 et inférieureau diamètre D de la tige 30. Dans ce mode de réalisation, les axes YY' et VV' se coupent. REVENDICATIONS 1. Appareil interrupteur de sécurité à clé, compre- nant dans un boitier (2) au moins un interrupteur (8) actionnable par l'intermédiaire d'un poussoir de transmission coulissant (28), à partir d'une pièce mobile (11) qui est placée dans une tête (3) associée au boitier (2) et qui est déplaçable conjointement avec une clé (22) introductible dans cette tête (3), tandis qu'un organe de verrouillage (27) commandé par un dispositif annexe d'actionnement (45, 60, 70), sensible à un paramètre extérieur autre que le mouvement de la clé, est agencé pour verrouiller sélec- tivement la clé dans la tête (3), caractérisé en ce que ledit interrupteur (8) est actionnable en outre à partir d'un coulisseau (27) comportant ledit organe de verrouillage, placé dans la tête (3), et lié au poussoir de transmission (28), ce coulisseau présentant d'une part, une surface de blocage (30) apte à verrouiller la clé (22) et, d'autre part, une extrémité (37) accessible au voisinage d'une face (38) de la tête (3) pour recevoir l'action du dispositif annexe d'actionnement (45, 60, 70), extérieur au boitier et à la tête. 2. Appareil interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (XX') du poussoir (28) est parallèle à l'axe (YY') du coulisseau (27) qui présente d'une part une gorge (40) dont le diamètre (d) autorise le passage de la clé lorsque, le coulisseau étant en position de déverrouillage, ladite gorge est dans le trajet de la clé, et d'autre part, une surface extérieure de tige (30) constituant la surface de blocage et coopérant, lorsque le coulisseau est en position de verrouillage, avec une encoche (25) de la clé (22) pour verrouiller la clé dans la tête (3). 3. Appareil interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface extérieure (30) du coulisseau (27) est guidée d'une part longitudinalement dans un alésage (31) de la tête (3) débouchant à travers la face (38) de celle-ci, et d'autre part angulairement par le poussoir de transmission (28). z6 i 3121 4. Appareil interrupteur selon l'une des reven- dications i à 3, caractérisé en ce qu'uhe portion de liaison (29) du coulisseau (27) ete du poussoir de transmission (28) porte un doigt (35) qui est placé en regard d'une surface de came (14) de la pièce mobile (11) dans une région (39) inaccessible par l'ouverture (17) recevant la clé (22), ce coulisseau étant soumis à l'action d'un moyen élastique (33, 34) sollicitant son extrémité (37) vers l'extérieur de ladite face (38) de la tête (3). 5. Appareil interrupteur selon l'une des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif annexe d'actionnement (45, 60, 70) est fixé sur la face accessible (38) de la tête (3) comportant ses vis de fixation (4, , 6). 6. Appareil interrupteur selon la revendication , caractérisé en ce que la fixation est opérée à l'aide de deux vis (56, 57) coopérant avec deux ouvertures filetées (42, 43) du boitier (2), qui sont normalement utilisées pour fixer la tête (3) sur ce boitier. 7. Appareil interrupteur selon l'une des revendi- cations 5 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif annexe d'actionnement (45, 60, 70) présente une section trans- versale s'inscrivant dans le contour (C)de la face (38) de la tête (3) qui le reçoit, de façon à ne pas déborder relativement à une surface de fixation (79) du boitier (2) lorsque cette tête est orientée par rapport à lui selon l'une de plusieurs orientations possibles. 8. Appareil interrupteur selon l'une des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un boitier de contact auxiliaire (80) comportant un organe de commande traversant (82) placé en regard du coulisseau (27) est associé à la face (38) entre celle-ci et ledit dispositif annexe d'ac- tionnement (45, 60, 70).