Brevet FR2657997A1 — publié le 19910809

DISPOSITIF DE SECURITE POUR APPAREILS ELECTRIQUES La présente invention a pour objet des dispositifs de sécurité pour appareils électriques. De très nombreux appareils électriques ne peuvent fonctionner dans des conditions normales que lorsqu'ils sont orientés d'une certaine façon par rapport au sol ou par rapport à une verticale, mais si ils viennent à pencher ou à basculer pour une raison ou une autre ils ne sont plus en état normal de fonctionner et, pour des raisons de sécurité, il est nécessaire de couper l'alimentation en courant électrique. Ceci est d'autant plus important que nombre d'appareils utilisés dans la vie courante sont des appareils dont la stabilité est souvent réduite par la recherche de la légèreté.Dans ce qui suit et pour fixer les idées nous nous référerons au cas le plus fréquent des lampadaires équipés d'ampoules ou de tubes à halogène qui tendent à se répandre de plus en plus du fait d'un rapport élevé de l'efficacité lumineuse par rapport au prix de revient et à la consommation. mais la plupart de ces appareils ont généralement une base relativement étroite pour être le moins encombrant possible, une longue colonne verticale éventuellement articulée et une vasque ou coupelle que l'on dirige généralement vers le plafond. Il est important d'éviter que de tels appareils prennent une position différente de la normale en particulier du fait que les tubes ou ampoules fonctionnent à des températures élevées et que cela peut entraîner des risques d'incendie.Il en va de même avec les parties actives (chauffantes ou éclairantes, par exemple) de nombre d'appareils. Une réglementation tend à paraître dans les différents pays, qui oblige désormais de nombreux appareils et en particulier ces lampadaires à halogène à ne devoir fonctionner que dans la position normale ou dans une position ne s'en écartant que d'un angle faible, par exemple de 15 , conformément à la norme française NFC71004 pour les lampadaires à halogène, mais leur alimentation étant coupée dès que l'on s'écarte au-delà de 15 et en particulier lorsque l'appareil vient à tomber en se couchant sur le sol. La présente invention a donc pour but de pouvoir couper l'alimentation d'un appareil électrique lorsque celui-ci s'écarte de sa position normale de fonctionnement d'un angle supérieur à un angle donné. Ce but est atteint en utilisant un système de connexion comprenant au moins un interrupteur sur au moins l'une des phases de l'alimentation, cet interrupteur ou cet ensemble d'interrupteurs étant sensible de façon omnidirectionnelle à une inclinaison de l'appareil supérieur à un angle prédéterminé par rapport à la verticale. Dans le cas des lampadaires ou autres supports d'appareils d'éclairage, notamment à halogène, le dispositif conforme à l'invention peut être utilisé dans plusieurs cas, en particulier dans le cas où l'ensemble de l'appareil luimême bascule au-delà d'un angle déterminé, mais il peut également, surtout dans le cas d'un lampadaire ou d'un support muni d'une vasque articulée, être lié à la vasque elle-même ou à la partie éclairante de façon à couper l'alimentation lorsque celle-ci n'est pas orientée correctement, même si le reste du support est dans la position normale ; ceci peut se produire notamment dans le cas où une vasque est à l'extrémité d'un bras articulé et qu'elle même peut être orientée sous différents angles à l'intérieur de limites bien déterminées ; si, par exemple, la vasque se trouve tournée vers le sol, alors qu'elle doit être tournée vers le plafond, le dispositif conforme à l'invention doit pouvoir détecter cette anomalie et couper l'alimentation de l'appareil d'éclairage. Il est évident que, dans le cas de la sécurité sur l'ensemble d'un lampadaire, on peut loger le dispositif conforme à l'invention, par exemple dans le pied de support, alors que dans le cas où l'on veut détecter l'orientation de la vasque elle-même ou du dispositif d'éclairage proprement dit, on peut loger le dispositif de l'invention dans la vasque elle-même ou dans un élément rigidement lié à la vasque. On peut dans ce cas obtenir simultanément la détection de la position de la vasque et la détection d'ensemble puisque la vasque elle-même bascule avec l'ensemble. Il existe dans le commerce de nombreux types d'interrupteurs fonctionnant par le basculement d'un élément se déplaçant ou se déformant sous l'action de la gravité. C'est le cas des interrupteurs à mercure ou d'interrupteurs à lamelle, à bille, à pendule ou autres masselottes susceptibles de se mettre en place sous l'action de la gravité ou de revenir dans une position d'équilibre lorsqu'on les déplace par rapport à cette position d'équilibre imposée par la gravité. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de la présente invention, on va en décrire plusieurs exemples de réalisation, étant bien entendu que ceux-ci ne sont pas limitatifs quant à leurs modes de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire, et ce, en référence aux dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente une vue en perspective d'un lampadaire du type halogène muni d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention pouvant être incorporé dans le socle du lampadaire (figure la). - La figure 2 représente une vue schématique du socle d'un lampadaire identique à la figure 1, muni d'un dispositif de sécurité conforme à une variante particulière de l'invention comportant deux interrupteurs à mercure. - La figure 3 représente une vue schématique dans les mêmes conditions que la figure 2 du socle d'un lampadaire muni d'une dernière variante préférée du dispositif de sécurité conforme à l'invention comportant un interrupteur à mercure multidirectionnel, pouvant en outre se situer en une dernière variante dans la vasque d'éclairage (Repère 11, figure 1). La figure la représente schématiquement la partie basse d'un piétement de lampadaire conforme à la présente invention et il comprend un socle 1 sur lequel est monté de toute façon adéquate un tube vertical 2 comportant en partie supérieure, par exemple, une vasque 10 comportant le système d'éclairage (non représenté sur la figure 1) dont l'alimentation passe par le tube vertical de support 2 conformément à la figure 1. Le socle 1 est constitué d'une base 3 généralement pesante pour lester le socle et d'un couvercle formant la partie visible du socle 1 proprement dit se fixant sur la base 3 par tous moyens adéquats non représentés. La base 3 reçoit les branchements d'alimentation du système d'éclairage proprement dit, situé en partie haute de la colonne 2. En général, cette alimentation peut être effectuée à deux ou à trois fils ; si l'on se réfère ici à l'alimentation qui tend à se répandre à trois fils, on compte un conducteur pour une phase, un conducteur pour le neutre et un conducteur pour la mise à la terre de l'ensemble (la figure la se limite à deux conducteurs, phase et neutre).Sur le conducteur correspondant à la phase est intercalé un interrupteur tel qu'un interrupteur à mercure 4 schématiquement représenté sur la figure la et qui est fixé par rapport au socle 3 par tout moyen adéquat non représenté. Bien évidemment, l'ensemble du système d'alimentation électrique pourra, en variante, être fixé au couvercle 1. Cet interrupteur à mercure 4 est composé d'une ampoule 5 par exemple en verre en forme de cylindre légèrement recourbé pour former un arc de tore, fermé aux deux extrémités et présentant sa concavité vers le haut. Dans la partie inférieure convexe, ce tore présente une partie formant un demi-bulbe 6, dans laquelle pénètre deux électrodes 7 & 8 reliées chacune au conducteur correspondant à la phase d'alimentation, l'une des électrodes 8 du côté de l'arrivée du courant en provenance de la source et l'autre électrode 7 du côté du courant allant vers le système d'éclairage proprement dit. A l'intérieur de l'ampoule 5 est enfermée une petite masse de mercure 9, qui en position normale, remplit la partie basse de l'ampoule 5 y compris la partie en bulbe 6. Dans la position représentée à la figure 1, les électrodes 7 & 8 plongent toutes deux dans le mercure qui assure donc la connexion électrique entre ces deux électrodes et permet donc au courant de la phase de passer d'une électrode à l'autre.Dans le cas où le lampadaire bascule, il est évident que la masse de mercure 9 va se déplacer du côté où ledit lampadaire penche ; au-delà d'un certain angle le mercure n'assurera plus la connexion électrique entre les électrodes. Il suffit donc pour l'homme de l'art de choisir les dimensions et les courbures, en particulier les courbures de l'interrupteur à mercure 4, pour que le contact soit effectivement rompu au-delà d'un angle de basculement du lampadaire prédéterminé. On observera que les ampoules 5 équipant classiquement les interrupteurs à mercure 4 du commerce sont, en principe, telles que le mercure se déplace soit d'un côté, soit de l'autre à l'intérieur desdites ampoules 5, de sorte que le contact électrique ne peut être rompu que si le basculement du lampadaire se produit dans le sens du déplacement du mercure, c'est-à-dire par le basculement à gauche ou à droite d'un appareil tel que représenté sur la figure 1. I1 ressort en conséquence qu'un basculement d'avant en arrière (ou réciproquement} de l'appareil conforme à la figure 1, n'occasionnerait pas forcément une rupture de contact électrique, rendant la protection peu fiable et donc inefficace. Il est alors possible de disposer, par exemple, dans le piétement du lampadaire deux interrupteurs à mercure 4', 4" tels que ceux-ci soient orientés par exemple à 90" l'un par rapport à l'autre, comme cela est représenté sur la figure 2. Cette figure 2 représente en transparence un tel piétement avec deux ampoules 5' & 5 orientées sensiblement à 90" l'une par rapport à l'autre. Si les électrodes 7',8',7",8" sont montées en série toute coupure de l'alimentation intervenant sur l'un des interrupteurs 4' ou 4" assure la coupure de l'ensemble de l'alimentation. Par conséquent, si le lampadaire bascule en faisant déplacer le mercure contenu dans l'ampoule 5', celui-ci va occasionner la coupure du courant même si le contact est maintenu dans l'ampoule 5n et réciproquement ; de cette manière, avec deux interrupteurs 4 placés à 90 , on couvre sensiblement la totalité des directions de basculement possibles.On notera que sur les figures 1 & 2 les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références. I1 est évidemment possible d'utiliser de la même façon plus de deux interrupteurs 4, trois ou quatre par exemple, mais il conviendra alors de les connecter tous en série. Sur la figure 3 est représenté un dispositif présentant un interrupteur à mercure 14 travaillant de façon multidirectionnelle ; dans ce cas l'ampoule 15 est essentiellement constituée par une partie de forme générale circulaire dont le fond est en forme de coupelle. I1 ne s'agit plus ici d'une ampoule en forme d'arc de tore comme sur la figure 1 ou à la figure 2 mais d'une ampoule ayant un axe de révolution x'x vertical correspondant à l'axe de la colonne tubulaire 2 ou parallèle à celle-ci, de sorte que toute modification de position selon l'une quelconque des orientations par rapport à cet axe de révolution, entraînera le fonctionnement de la sécurité au-delà d'un angle prédéterminé selon les caractéristiques dimensionnelles de l'ampoule.Cet interrupteur 14 est donc constitué par une partie supérieure formant ampoule 15 de toute forme adéquate et un fond en forme de coupelle 16 éventuellement muni d'un bulbe central dans lequel plongent les électrodes 7 & 8. Le mercure 9 assure le contact entre les électrodes 7 & 8. Lorsque l'axe de révolution x'x est amené à s'incliner ou à basculer, le mercure 9 va se déplacer du côté du basculement c'est-à-dire aussi bien vers la droite ou vers la gauche de la figure 3 que d'avant en arrière ou obliquement. Il est évident qu'une autre variante non représentée de l'interrupteur 14 consisterait à disposer les électrodes 7 & 8 non pas côte à côte comme sur la figure 3, mais l'une en face de l'autre dans un plan vertical ; le résultat serait alors naturellement le même. Si l'on se reporte à l'ensemble des figures, les électrodes 7,8,7',8',7",8" sont connectées au moyen de fils de préférence isolants ou montés de façon à les isoler par tout système classique non représenté sur les figures. L'ensemble de ces connexions électriques situées dans le socle 1 peut, en outre, être monté sur une plaque isolante elle-même liée à la plaque de base 3 ou au couvercle formant le socle 1. On notera également que les interrupteurs à mercure sont limités en particulier quant aux courants qu'ils peuvent couper. On peut alors interrompre l'alimentation indirectement en utilisant un relais, ou un quelconque dispositif électronique de commande de l'alimentation de l'appareil, permettant de couper des énergies électriques plus intenses. De tels circuits généralement peu encombrants sont aisément logés dans le socle 1 ou en tout autre emplacement de l'appareil à protéger. Les dispositifs des figures 1, 2 & 3 peuvent également être montés en tout autre endroit du lampadaire ou, plus généralement, de l'appareil électrique dont on veut assurer la sécurité ; en particulier les dispositifs conformes à l'invention que l'on vient de décrire peuvent être par exemple directement liés au système d'éclairage proprement dit et notamment à la vasque supérieure 10 (figure 1) du lampadaire en étant soit montés dans la vasque elle-même, soit montés dans une partie attenante 11 (figure 1) protégée du rayonnement et surtout de l'échauffement excessif pouvant résulter de l'ampoule d'éclairage ou du tube halogène équipant ledit lampadaire. Il est clair que cette disposition particulière de l'interrupteur 4 ou 14 dans ou à proximité de la vasque supérieure 10 du lampadaire, contenant l'ampoule d'éclairage ou le tube halogène, procure une double sécurité, non seulement dans le cas d'un basculement de l'ensemble du lampadaire, mais encore dans le cas d'un simple basculement inopportun de la vasque 10 dans une position risquant un échauffement excessif de ladite vasque 10 et donc sa détérioration, voire son inflammation ; cette dernière variante sera donc préférée dans tous les cas où l'encombrement ou l'esthétique du lampadaire ne s'y oppose pas. D'autres types d'interrupteurs peuvent être utilisés sans sortir du cadre de la présente invention, dès lors qu'ils sont sensibles à l'inclinaison par rapport à la verticale (ou au sol). L'invention peut également s'appliquer à d'autres appareils tels que les radiateurs électriques mobiles, ou autres appareils électroménagers. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de sécurité pour appareil électrique comprenant au moins un interrupteur sur au moins un conducteur d'alimentation dudit appareil, caractérisé en ce que cet interrupteur (4,4',4",14) coupe l'alimentation de l'appareil lorsqu'au moins la partie active de ce dernier s'écarte de plus d'un angle donné par rapport à la verticale (x',x). 2 - Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en que l'interrupteur (14) fonctionne multidirectionnellement autour de la verticale (x',x). 3 - Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins deux interrupteurs (4',4") sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre autour de la verticale (x',x) pour assurer la coupure quelle que soit la direction de l'écart par rapport à la verticale (x',x), les interrupteurs (4',4") étant montés en série. 4 - Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le ou les interrupteurs (4,4' ,4'1,14) coupent l'alimentation d'un dispositif de commande de fonctionnement de l'appareil électrique. 5 - Appareil d'éclairage à halogène caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif (4,4',4",14) selon l'une des revendications 1 à 4. 6 - Appareil selon la revendication 5 caractérisé en ce que le ou les interrupteurs (4,4',4",14) est ou sont placé(s) dans le socle de l'appareil. 7 - Appareil selon la revendication 5 caractérisé en ce que le ou les interrupteurs (4,4',4",14) est ou sont placé(s) dans ou à proximité du dispositif d'éclairage proprement dit.