Brevet FR2677817A1 — publié le 19921218

i La présente invention concerne un dispositif d'aide au câblage électrique. La présente invention concerne également une installation électrique équipée d'un tel dispositif d'aide au câblage. Dans les installations électriques telles que les armoires électriques, il y a le plus souvent de très nombreux fils qui relient de très nombreux points de raccordement entre eux ou avec l'extérieur. Au cours de la fabrication de l'installation, il est fréquent qu'une partie du câblage soit déjà effectuée alors que certains appareillages ne sont pas encore en place, et les embouts de raccordement correspondants restent donc en attente jusqu'à ce que ces appareillages puissent être montés et ensuite le câblage terminé Ceci conduit à effectuer le câblage en plusieurs étapes, ce qui augmente fortement les risques d'erreurs. De plus, en cas d'intervention sur l'installation, pour démonter certains appareillages, il faut d'abord débrancher les embouts de câblage correspondants Il en résulte des risques d'erreurs lors du remontage. Tous ces risques sont aggravés lorsqu'on est en présence de multiples appareillages identiques, disposés côte à côte, par exemple le long d'un rail ou sur un socle commun. Le but de l'invention est de proposer un dispositif d'aide au câblage électrique qui facilite les opérations sur les installations à câblage complexe, notamment mais non limitativement lorsque l'installation comprend de multiples appareillages identiques ou similaires montés côte à côte. Suivant un premier aspect de l'invention, le dispositif d'aide au câblage électrique, comprenant des embouts de raccordement destinés à être fixés à l'extrémité de conducteurs électriques et à être introduits dans des bornes de raccordement d'appareillage électrique, est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un guide pouvant être positionné en regard de la position de service d'une borne de raccordement d'un appareillage électrique, et comprenant des moyens pour retenir l'embout dans une position effacée dans l'attente du raccordement à effectuer avec la borne, et guider l'embout de la position effacée à une position d'engagement de l'embout dans la borne de raccordement de l'appareillage. En l'absence de l'appareillage, l'embout est placé en position effacée dans le guide, qui constitue en quelque sorte une mémoire de la position de la borne de raccordement à laquelle l'embout doit être connecté Une fois que l'appareillage est mis en place, il suffit de faire glisser l'embout de la position effacée à la position d'engagement dans la borne de raccordement Ce guidage favorise la bonne introduction de l'embout dans la borne. Si ultérieurement l'appareillage doit être démonté pour être inspecté ou remplacé, on commence par faire passer l'embout de la position d'engagement à la position effacée, on retire l'appareillage, on remet en place l'appareillage nouveau ou inspecté, et on refait passer l'embout en position d'engagement dans la borne de raccordement de l'appareillage nouvellement monté. Ainsi, même si plusieurs appareillages sont démontés simultanément, les câblages ne risquent pas d'être intervertis. De préférence, le guide fait partie d'un râtelier comportant plusieurs tels guides alignés. Ceci est pratique pour les appareillages identiques ou similaires montés côte à côte Le râtelier est placé le long de la position de service des connexions alignées de ces appareillages similaires. Le râtelier peut alors être une pièce séparée, destinée à être positionnée par plusieurs embouts en raison de leur fixation dans les bornes de raccordement de plusieurs appareillages, de manière que lorsqu'un embout est en position effacée, le râtelier reste en place grâce à la fixation des autres embouts aux autres appareillages. Selon un deuxième aspect de l'invention, l'installation électrique comprenant un socle et un appareillage débrochable et embrochable selon une direction de brochage, l'appareillage comprenant au moins une borne de raccordement sur une face parallèle à la direction de brochage, est caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif d'aide au câblage selon le premier aspect, en regard de ladite au moins une borne de raccordement, de façon que le guide et l'embout en position effacée permettent le brochage et le débrochage de l'appareillage. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, relative à des exemples non limitatifs. Aux dessins annexés: la figure 1 est un schéma électrique partiel d'une installation selon l'invention, dans l'exemple des entrées actives d'un automate programmable; la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif selon le schéma de la figure 1; la figure 3 est une vue de face du dispositif de la figure 2; la figure 4 est une vue schématique en élévation et coupe partielle du dispositif des figures 2 et 3; la figure 5 est une vue en perspective d'un râtelier des figures 2 et 3; les figures 6, 7 et 9 sont des vues en coupe montrant un embout de connexion à trois stades successifs de son engagement dans le râtelier de la figure 5, vu en coupe; et la figure 8 est une vue en coupe selon VIII VIII de la figure 7. Dans l'exemple représenté à la figure 1, un automate programmable 1 qui n'est représenté que partiellement et très schématiquement reçoit sur ses entrées de signal 2 des signaux qui sont fonction de l'état de détecteurs 3 a-3 f placés en général sur l'installation 10 que l'automate 1 doit piloter. L'état des détecteurs 3 a-3 f est transmis aux entrées de signal 2 de l'automate 1 par l'intermédiaire du dispositif d'interface 11 qui comprend, entre des bornes de signal d'installation 24 a et des bornes de signal de traitement 25 a, des relais qui dans l'exemple sont des relais électromécaniques 4 a ou un optocoupleur 4 b Le dispositif d'interface 11 comprend quatre conducteurs de commun 34 a à 34 d reliés chacun à une borne d'alimentation respective 35 du dispositif d'interface A l'extérieur du dispositif d'interface 11, une source d'alimentation "installation" 7 et une source d'alimentation "traitement" 9 sont montées chacune entre deux respectives des bornes d'alimentation 35 Il y a pour chaque entrée de signal 2 de l'automate 1 un circuit de traitement 5 et un circuit de détection 6 situés chacun en partie dans le dispositif d'interface 11 et en partie hors de celui- ci Dans le circuit de détection 6 le détecteur 3 a-3 f est en série avec l'organe de commande du relais 4 a ou 4 b et avec la source d'alimentation "installation" 7 ou une source extérieure 12 Dans le circuit d'entrée 5, les moyens de traitement 8 de l'automate programmable 1 associés à l'entrée 2 considérée sont en série avec l'organe commandé du relais 4 a ou 4 b et avec la source d'alimentation "traitement" 9. Chaque circuit d'entrée 5 ou de détection 6, pour son raccordement à la source 7 ou 9, est en pratique raccordé aux conducteurs 34 a à 34 d correspondants dans le dispositif d'interface 11. On voit encore à la figure 1 que les circuits de détection 6 ne sont pas tous raccordés de la même manière à la source 7 Les détecteurs 3 a, 3 b, 3 e et 3 f sont montés entre leur borne de signal "installation" 24 a et une borne de commun "installation" 24 b respective, reliée directement dans le dispositif d'interface 11 à l'un des conducteurs de commun 34 d Le détecteur 3 c est monté entre une borne de signal 24 a du dispositif d'interface 11 et la borne à potentiel fixe du détecteur 3 b Le détecteur 3 d coopère avec sa propre source 12 et n'est pas du tout raccordé à la source 7. Les bornes de commun "installation" 24 b sont toutes reliées ensemble par un même contact 41 d au conducteur de commun 34 d. Les moyens de traitement 8 sont montés chacun entre une borne de signal "traitement" 25 a et une borne de commun "traitement" 25 b Les bornes 25 b sont toutes reliées ensemble par un même contact 41 a au conducteur de commun 34 a. Comme le montre la figure 3, le dispositif d'interface 11 comprend une embase 28 présentant une paroi faciale 29 à travers laquelle sont ménagées quatre rangées de fenêtres 31 a, 31 b, 31 c et 31 d Les fenêtres 31 a à 31 d sont également disposées en colonnes perpendiculaires aux rangées, chaque colonne comportant une fenêtre de chaque rangée. Sous chacune des rangées de fenêtres 31 a à 31 d, est disposé un fil de cuivre 34 a à 34 d respectif qui concrétise les conducteurs 34 a à 34 d de la figure 1. Comme le montrent encore les figures 2 et 3, l'embase 28 porte à l'une de ses extrémités un bloc d'alimentation 36 qui s'étend parallèlement aux colonnes de fenêtres 31 a-31 d et comporte les bornes d'alimentation 35. Le dispositif d'interface comprend en outre des modules d'interface 39 qui se montent contre la paroi faciale 29 de l'embase et présentent, en direction de cette paroi, des pinces de contact qui s'embrochent dans certaines des fenêtres 31 a à 31 d d'une même colonne de la paroi faciale 29, selon une direction de brochage perpendiculaire à cette face, voir la flèche à droite de la figure 2, et viennent pincer les conducteurs de commun 34 a à 34 d situés en regard de ces fenêtres. Un tel module à trois pinces de contact passant par les fenêtres 31 a, 31 b et 31 c peut par exemple réaliser l'interface entre le détecteur 3 f de la figure 1 et l'entrée de signal 2 correspondante de l'automate, puisqu'un tel module doit se raccorder aux conducteurs 34 a, 34 b et 34 c. Dans le cas des autres détecteurs représentés à la figure 1, o il suffit d'une liaison avec la borne négative de la source "installation" 7 et d'une seule liaison avec la borne positive de la source "traitement" 9, le module ne comportera que deux pinces pour passer à travers les fenêtres 31 b et 31 c. Les bornes de signal "installation" 24 a sont constituées par des serrefils 20 prévus sur les modules 39 eux-mêmes. Les bornes de commun "installation" 24 b sont des serre-fils 320 prévus sur un module de commun 72 intercalé entre les modules d'interface. Les bornes de signal et de commun "traitement" a et 25 b sont constituées par les broches 220 d'un connecteur 61 fixé à l'embase et destiné à recevoir un connecteur complémentaire porté par l'extrémité d'un câble provenant de l'automate Des fils souples 91 s'étendant dans une cavité 77 derrière le connecteur 61 et dans une goulotte 78 le long de l'embase relient chaque broche 220 avec un autre serre-fil 20 de chaque module d'interface 39 ou respectivement avec un serre-fil 320 d'un module de commun "traitement" 73. Les serre-fils 20 côté "traitement" et les serre- fils 20 constituant les bornes de signal "installation" 24 a sont en position symétrique sur deux faces opposées des modules et forment donc deux rangées rectilignes, l'une au- dessus et l'autre au-dessous des modules. Selon l'invention, le dispositif comprend des râteliers en matière isolante 79 dont chacun supporte plusieurs embouts de raccordement adjacents 81, correspondant à plusieurs serre-fils 20 alignés côte à côte Ces râteliers 79 sont des pièces séparées aussi bien des modules que des embouts et ils ne sont maintenus en place que par le serrage des embouts de connexion 81 dans les serre-fils 20 respectifs. Comme le montre la figure 5, les râteliers 79 sont obtenus à partir d'une bande de matière plastique moulée que l'on coupe à la longueur voulue grâce à des amorces de sectionnement 82 ménagées entre des alvéoles voisines 83 prévues chacune pour recevoir un embout Le pas de répétition des alvéoles 83 correspond au pas de répétition des colonnes de fenêtre sur l'embase. Chaque alvéole 83 est constituée par un conduit cylindrique ouvert latéralement sur la majeure partie de sa hauteur, sauf en une base 84 du râtelier, adjacente à une face du râtelier destinée à reposer contre la paroi des modules. L'ouverture latérale de chaque alvéole est telle que l'alvéole est sensiblement semi-cylindrique à son extrémité éloignée de la base et se referme progressivement en direction de la base. La paroi latérale de chaque alvéole présente à son extrémité opposée à la base 84 un bossage 86. Ce râtelier 79 est prévu pour des embouts de raccordement classiques 81 (figure 6) comprenant par exemple un corps en matière plastique 87 prolongé par un porte-étiquette 88 et surmoulé sur un tube métallique 89 dans lequel on peut engager, à travers le corps 87 l'extrémité dénudée (non représentée) d'un fil souple 91. Quand l'extrémité dénudée du fil 91 est engagée dans la partie saillante du tube métallique 89, et que celui-ci est serré entre les mors 92 d'un serre-fil 20, l'extrémité dénudée du fil est pincée dans le tube 89 lorsque celui-ci est aplati par le serrage des mors 92. Pour la mise en place d'un embout 81 équipé de son fil souple 91 dans le râtelier 79, on présente l'embout 81 en position inclinée comme représenté à la figure 6 de façon que le corps 87 s'engage latéralement dans la partie supérieure semi-cylindrique de l'alvéole 83 La position inclinée vient du fait que le corps 87 bute latéralement contre le bossage 86 Ensuite, on déplace axialement l'embout 81 vers la base 84, ce qui oblige l'embout à s'aligner avec l'alvéole comme représenté à la figure 7 et à s'encliqueter derrière le bossage 86, car le corps 87 atteint une région moins largement ouverte de l'alvéole 83, comme le montre la figure 8. Dans cette position, dite effacée, l'extrémité libre du tube 89 ne dépasse pas encore de la base 84 du râtelier 79 D'autre part, le bossage 86 empêche d'extraire facilement l'embout 81 en tirant axialement en direction opposée à la base 84 La face du module qui est munie de la borne 20 et la face de la base 84 qui est adjacente à la borne 20 sont parallèles à la direction de brochage selon laquelle le module peut être embroché et débroché sur l'embase 28 Ainsi, lorsque l'embout 81 est en position effacée, il permet l'embrochage et le débrochage du module. On peut, à partir de la position effacée, pousser l'embout 81 axialement vers la position d'engagement dans le serre- fil 20 (figure 9) Le corps 87, qui ne peut dès lors plus quitter l'alvéole 83, est guidé axialement par l'alvéole 83, tandis que la partie saillante 89 du tube présente un jeu radial important dans l'orifice de la base 84 Quand la position d'engagement est atteinte, la base du porte- étiquettes 88 bute contre la face supérieure de la base 84, alors que la partie saillante 89 du tube fait saillie par rapport à la base 84 On peut ensuite serrer les mors 92 du serre fil 20 et ceci immobilise non seulement l'embout 81 mais aussi le râtelier 79 qui est prisonnier entre la base du porte-étiquette 88 et la paroi extérieure du module auquel appartient le serre-fil 20. Comme illustré à la figure 2, les râteliers 79 permettent, en vue de la dépose d'un module pour son remplacement et sa réparation, après avoir désserré le serre-fil 20 correspondant, de ramener l'embout 81 en position effacée et de la laisser dans cette position en l'absence du module (embout 81 de droite à la figure 2) de sorte que l'emplacement de la borne à laquelle l'embout 81 doit être relié n'est pas perdu en l'absence du module. Ceci est important si l'on démonte plusieurs modules à la fois: tous les risques de permutation erronée du câblage à cette occasion sont supprimés Pour libérer complètement l'embout 81, il suffit d'incliner l'embout (figure 6) pour franchir le point dur provoqué par le bossage 86 Les râteliers 79 permettent également de réaliser un pré- ordonnancement des fils et des embouts lors du montage initial du dispositif d'interface, alos que les modules sont encore absents. Comme le montre encore la figure 4, il est prévu dans la goulotte 78, des trous 66 pour recevoir les embouts de câblage correspondant à des broches du connecteur 61 qui ne sont pas utilisées dans le montage réalisé. L'un des intérêts des râteliers 79 est également de positionner angulairement tous les embouts 81 de façon que les porte-étiquettes 88 soient orientés vers l'observateur En effet, comme illustré par la figure 8, chaque embout est calé angulairement par son porte- étiquettes 88 faisant saillie dans l'ouverture latérale de l'alvéole 83 du râtelier En même temps, l'ouverture latérale permet la lecture de l'étiquette fixée en service sur le porte-étiquette. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. L'invention est applicable à des installations très diverses, par exemple à des rangées de contacteurs. * REVENDICATIONS 1 Dispositif d'aide au câblage électrique, comprenant un embout de raccordement ( 81) destiné à être fixé à l'extrémité d'un conducteur électrique ( 91) et à être introduit dans une borne de raccordement d'appareillage électrique ( 20), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un guide ( 79) pouvant être positionné en regard de la position de service de la borne de raccordement de l'appareillage électrique et comprenant des moyens ( 83, 86) pour retenir l'embout dans une position effacée dans l'attente du raccordement à effectuer avec la borne et pour guider l'embout ( 81) de la position effacée à une position d'engagement de l'embout dans la borne de raccordement ( 20) de l'appareillage. 2 Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le guide comprend des moyens de point dur ( 86) qui doivent être franchis par l'embout ( 81) pour être extraits du guide ( 79) au-delà de la position effacée. 3 Dispositif conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le guide ( 79) et l'embout ( 81) comportent des moyens de butée mutuelle ( 84, 88) empêchant l'embout de dépasser la position d'engagement. 4 Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'embout comprend un corps isolant ( 87) et une extrémité conductrice ( 89), caractérisé en ce que les moyens ( 83) pour retenir et guider l'embout coopèrent avec le corps ( 87) de l'embout, tandis que l'extrémité ( 89) de l'embout a un jeu radial par rapport au guide. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'embout comprend un porte-étiquette ( 88), caractérisé en ce que le guide présente une ouverture latérale pour permettre l'observation du porte-étiquette. 6 Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la largeur de l'ouverture latérale du guide ( 79) correspond à la largeur du porte-étiquette ( 88) pour, en service, positionner angulairement l'embout autour de son axe dans une orientation de bonne visibilité du porte-étiquette. il 7 Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le guide comprend une ouverture pour l'insertion et l'extraction de l'embout relativement au guide au voisinage de la position effacée, et pour, à partir de la position d'engagement, empêcher l'extraction de l'embout autrement qu'en passant par la position effacée. 8 Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent une alvéole de guidage ( 83) sensiblement cylindrique et l'ouverture comprend une ouverture latérale de cette alvéole, et en ce que ladite ouverture latérale va en se rétrécissant dans le sens de mouvement de la position effacée à la position d'engagement. 9 Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le guide entoure complètement l'embout au voisinage d'une face du guide destinée à être adjacente à la borne de raccordement ( 20) de l'appareil. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le guide fait partie d'un râtelier ( 79) comportant plusieurs moyens de retenue et de guidage alignés, pour retenir et guider simultanément plusieurs embouts. 11 Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que le râtelier ( 79) est une pièce séparée, destinée à être positionnée par plusieurs embouts ( 81) en raison de leur fixation dans les bornes de raccordement de plusieurs appareillages ( 39), de manière que lorsqu'un embout est en position effacée et un appareillage correspondant ( 39) est absent, le râtelier ( 79) reste en place grâce à la fixation des autres embouts ( 81) aux autres appareillages ( 39). 12 Dispositif conforme à la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le râtelier ( 79) est un tronçon d'une pièce moulée coupée à longueur pour présenter le nombre voulu de moyens de retenue et de guidage. 13 Installation électrique comprenant un socle ( 28) et un appareillage ( 39) débrochable et embrochable selon une direction de brochage, l'appareillage comprenant au moins une borne de raccordement ( 20) sur une face parallèle à la direction de brochage, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif ( 79, 81) d'aide au câblage selon l'une des revendications 1 à 12 en regard de ladite "au moins une" borne de raccordement ( 20), de façon que le guide et l'embout en position effacée permettent le brochage et le débrochage de l'appareillage.