Brevet FR2710787A1 — publié le 19950407

1i 2710787 Perfectionnements aux dispositifs de sécurité et/ou de discrimination pour prises de courant La présente invention est relative à un dispositif de sécurité et/ou de discrimination pour les prises de courant. Une prise de courant est constituée par un élément femelle, appelé "fiche femelle", comportant un ou plusieurs orifices munis de moyens de contact électrique et par un élément mâle, appelé "fiche mâle", comportant une ou plusieurs broches destinées à pénétrer dans les orifices de la fiche femelle. Lorsque la fiche femelle est fixée à un mur ou à un rail de connexion, elle est souvent appelée "socle". Dans le cas des installations d'alimentation d'appareils à usage domestique, alimentés par le secteur, en 110 ou 220 Volts par exemple, les fiches mâles et femelles comportent deux conducteurs d'alimentation en courant auxquels il est de plus en plus souvent adjoint un conducteur de mise à la terre. Dans ce cas, la broche de mise à la terre est disposée sur la fiche femelle et l'orifice qui lui est destiné sur la fiche mâle afin d'éviter toute erreur de manipulation. Il s'est assez rapidement avéré que les fiches femelles présentaient un danger potentiel pour les enfants qui risquaient d'introduire des objets métalliques (clous, vis, aiguilles ou autres) dans les orifices de ces fiches ou socles et de s'électrocuter. On a alors proposé de disposer sur les fiches femelles ou socles des moyens de protection qui rendent inopérants les orifices et qui sont désactivés par les broches des fiches males ou par une broche additionnelle de commande, lorsque la fiche male est introduite dans la fiche femelle. De tels dispositifs ont deux usages: d'une part ils mettent les enfants à l'abri des accidents et d'autre part ils peuvent permettre de réaliser une discrimination entre les appareils pouvant être branchés sur une fiche femelle ou un socle ainsi équipés et ceux qui ne doivent pas l'être parce que seules certaines fiches mâles sont munies de moyens permettant de désactiver les moyens de protection des orifices. Ainsi par exemple, on peut disposer dans une habitation ou un atelier un réseau d'alimentation électrique pour tous les appareils électroménagers ou outils divers et un réseau électrique spécialisé ou "dédié" pour les appareils délicats tels que les ordinateurs. Dans le certificat d'utilité français N' 2 271 680 du 14 mai 1974 au nom de Couqueberg, on a décrit un système de prise comportant: d'une part une fiche femelle munie d'un cache rotatif rendant inopérants les orifices de ladite fiche en les obturant, et d'autre part une fiche mâle comportant en plus des deux broches d'alimentation en courant, une broche additionnelle munie de moyens faisant pivoter l'obturateur pour rendre les orifices accessibles aux broches. Ce dispositif remplissait la double fonction de sécurité et de discrimination, mais il restait possible à un enfant de faire pivoter l'obturateur. Dans le brevet US 4 494 809 du 22 janvier 1985 au nom de Soloman, on a proposé de combiner la fiche mâle avec un adaptateur permettant d'interdire ou de permettre l'introduction d'une fiche mâle dans une fiche femelle ou socle. Ce dispositif permettait de faire une discrimination entre les appareils pouvant ou non être branchés sur une source d'alimentation donnée, mais ne constituait pas une sécurité pour les enfants. Dans le dispositif commercialisé par la demanderesse, dans les années 1982-1983, sous la dénomination "Sécuri-prise", le moyen rendant inopérants les orifices de la fiche femelle sont deux linguets de contact qui se rétractent élastiquement hors des orifices en position inactive et qui sont amenés en position active par un poussoir porté par la fiche mâle. Ces linguets sont reliés à l'alimentation en courant électrique tandis que les orifices présentent des moyens usuels conducteurs du courant, lesdits linguets rendent ainsi inopérants les orifices de la prise femelle en coupant leur alimentation en courant électrique lorsqu'ils sont en position inactive. De façon analogue à ce qui est décrit dans le document Couqueberg N' 2 271 680; l'avantage d'un tel dispositif est que le poussoir étant porté par un intercalaire adaptable sur le fiche mâle, l'utilisateur pouvait au choix le mettre en place ou non. Cependant, il s'est avéré que la fonction sécurité de ce type de prise était insuffisante parce qu'il était possible à un enfant d'introduire un objet métallique recourbé simultanément dans les deux orifices et donc de s 'électrocuter. De plus, ce dispositif ne répond pas aux normes de sécurité actuellement en vigueur. Pour qu'un dispositif remplisse correctement la fonction sécurité, il faut, selon les normes en vigueur, non seulement que les deux orifices soient obturés ou rendus inactifs lorsque la fiche mâle est retirée mais également qu'il ne soit pas possible d'annuler l'effet du moyen de protection en introduisant un objet dans un seul des deux orifices. Dans le brevet d'invention luxembourgeois N' 67 675 du 26 juillet 1973 au nom de Niko P.V.B.A., on a décrit une fiche femelle présentant un couvercle disposé à distance de sa face avant et traversé par des orifices disposés axialement alignés avec ceux de ladite face avant reliés aux conducteurs d'alimentation. Un obturateur rotatif est disposé entre lesdits couvercle et face avant et comporte deux branches flexibles venant se placer entre les orifices en correspondance de la fiche femelle, ces deux branches étant munies de tétons susceptibles de venir se bloquer dans un des orifices de la face avant de la fiche femelle ou socle lorsque les deux branches ne sont pas actionnées ensembles par les deux broches de la fiche mâle. Ce dispositif correspond bien aux normes de sécurité mais ne peut permettre d'obtenir une discrimination entre deux réseaux d'alimentation. Il a également été commercialisé par la demanderesse un obturateur comportant deux branches flexibles munies de tétons semblable à celui décrit ci- dessus mais monté coulissant dans la fiche et ramené élastiquement en position fermée entre les orifices en correspohdance de ladite fiche femelle, La présente invention a pour objet un système de prise d'alimentation électrique constitué d'une fiche mâle et d'une fiche femelle ou socle, dans lequel sont prévus des moyens de verrouillage des moyens d'obturation des orifices de la fiche femelle. Un tel système remplit alors de manière avantageuse la double fonction recherchée de sécurité et de discrimination. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partiellement en coupe du système de prise selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective avec arrachement de la fiche femelle dans la position verrouillée du moyen d'obturation, - la figure 3 est une vue de dessus de la fiche femelle dans la position verrouillée du moyen d'obturation, - la figure 4 est une vue suivant la flèche IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue semblable à la figure 3 pour la position déverrouillée du moyen d'obturation, - la figure 6 est une vue suivant la flèche VI de"' la figure 5,: - la figure 7 est une vue en position verrouillée de la fiche femelle suivant une seconde forme de mise en oeuvre de l'invention, " - la figure 8 est une vue du dispositif de la figure 7 avec le dispositif de verrouillage déverrouillé. De manière usuelle et tel que représenté à la figure 1, le système de prise d'alimentation en courant électrique selon l'invention comporte une fiche male 1 et une fiche femelle 2 ou socle. La fiche male porte deux broches 10 destinées à être positionnées dans des orifices 20 de la fiche femelle auxquels sont reliés des conducteurs de courant électrique non représentés. 2710787 De manière également usuelle et non représentée au dessin, la fiche mâle peut comporter un orifice dans lequel est insérée une broche de mise à la terre portée par la fiche femelle. La fiche femelle 2 est conformée de manière à présenter un logement pour un moyen d'obturation 3. A cet effet, un couvercle 4 est disposée à distance de la face avant 21 de la fiche. Ce couvercle 4 est traversé de deux orifices 40 alignés avec les orifices 20 de la face avant 21, ce couvercle est également conformé de: manière à être traversé par la broche de mise à la terre si celle-ci est prévue. Le moyen d'obturation 3 est disposé entre lesdits orifices 40 du couvercle 4 et 20 de la face avant 21 de manière à réguler le passage des broches 10 de la fiche mâle vers lesdits orifices 20. Dans l'exemple représenté sur les dessins, l'obturateur 3 est formé d'un corps 30 et de deux branches 31 et a globalement une forme de T. Le corps 30 dudit moyen d'obturation présente une découpe semi-cylindrique 37 de forme semblable à la découpe 27 présentée par la face avant 21 pour le passage d'une broche de mise à la terre non représentée. Les branches 31 présentent des protubérances 34 disposées sur l'une de leurs faces et des tétons 32 disposés sur leur autre face. Ces protubérances 34 et tétons 32 sont disposés de manière à être en correspondance les uns avec les autres. Lesdits protubérances et tétons sont positionnés sur les branches 31 de manière à être en alignement avec les orifices 40 et 20 lorsque le moyen d'obturation 3 est logé entre la face avant 21 et le couvercle de la fiche; femelle 21. Les protubérances 34 sont en regard des orifices 40 du couvercle 4 tandis que les tétons 32 sont en regard des orifices 20 de la face avant 21. Sur les figures 2 à 6, la fiche femelle est représentée avec arrachement du couvercle pour simplifier les dessins. 6 2710787 La face avant 21 de la fiche femelle porte une nervure 23 à section triangulaire tandis que le corps 30 du moyen d'obturation 3 présente une rainure 33 également à section triangulaire d'angle au sommet supérieur à celui de la nervure 23. Le moyen d'obturation 3 est monté basculant sur la face avant 21 par le positionnement de la rainure 33 sur la nervure 23. La face du moyen d'obturation 3 ne présentant pas la rainure 33 est en forme de dièdre ce qui assure audit moyen d'obturation la possibilité de basculer lorsqu'il est positionné dans le logement formé par la face avant 21 et le couvercle 4. Le moyen d'obturation 3 est soumis à l'action d'un moyen de rappel le ramenant dans sa position appelée fermée pour laquelle il obture les orifices 20 de la fiche femelle. Dans l'exemple représenté au dessin ce moyen de rappel est un ressort 5 disposé entre une coupelle 25 de la face avant 21 et un embout 35 qu'il porte. Ce ressort 5 repousse élastiquement ledit moyen d'obturation 3 vers la position qu'il occupe aux figures 2 et 3 pour laquelle ses branches 31 sont en butée contre des faces de butée 22 de la fiche femelle et sont disposées au- dessus des orifices 20 de la face avant 21. Dans cette position fermée, le moyen d'obturation est disposé entre les orifices 40 et 20 du couvercle 4 et de la face avant 21 de la fiche femelle et interdit l'accès auxdits orifices 20 reliés à la source d'alimentation électrique. Le ressort 5 peut être remplacé par toute autre type de moyen de rappel. A titre d'exemple, citons l'utilisation de moyens magnétiques. De tels moyens peuvent être répulsifs et disposés entre le moyen d'obturation 3 et la partie de la fiche femelle située autour de la coupelle 25, ou peuvent être attractifs et disposés entre ledit moyen d'obturation 3 et les faces de butée 22. Le moyen d'obturation ne peut alors être éloigné de cette position fermée que par l'action d'un moyen porté par 2710787 À la fiche male. Dans le cas présent, ce moyen est constitué $. par les broches de la fiche mâle. Le moyen d'obturation 3 est repoussé par l'action symétrique et simultanée des broches 10 de la fiche mâle. A cet effet, les protubérances 34 ont une face supérieure inclinée en direction des faces de butée 22, la hauteur desdites protubérances est alors la plus faible du côté le plus proche desdites faces de butée 22. Lorsque l'on introduit les broches 10 de la fiche' mâle dans les orifices 40 du couvercle afin d'établir une connexion électrique, les extrémités desdites broches 10 entrent en contact avec les faces inclinées desdites protubérances 34 ce qui a pour effet de repousser le moyen d'obturation 3 à l'encontre du ressort 5 vers sa position ouverte représentée à la figure 5 pour laquelle il découvre les orifices 20 et autorise l'insertion desdites broches. Si la fiche mâle n'est pas introduite de manière symétrique parfaite, ou si l'on cherche à introduire un objet autre qu'une fiche mâle dans les orifices de la fiche femelle, le moyen d'obturation 3 bascule autour de la nervure 23 ce qui a pour effet de positionner l'un des tétons 32 dans un orifice 20 et d'empêcher le retrait dudit moyen d'obturation 3 vers sa position ouverte. Le dispositif décrit jusqu'ici permet d'assurer la sécurité des utilisateurs et répond aux normes actuellement en vigueur. Suivant l'invention, ce dispositif est modifié afin de permettre également une discrimination entre des réseaux d'alimentation en électricité. A cet effet l'invention prévoit un système de verrouillage comportant deux bras 60 montés à rotation sur la face avant 21 de la fiche femelle. Lesdits bras peuvent, à cet effet, être disposés autour de pions 26 de la face avant 21, ou porter des portions d'axes positionnées dans des alésages de ladite face avant. Lesdits bras 60 présentent des extrémités 65 et 66 disposées, dans l'exemple représenté, perpendiculairement l'une à l'autre. Les extrémités 66 sont disposées en regard du moyen d'obturation 3 et présentent une face inclinée 67 en 8 2710787 direction des orifices 20 de la face avant 21 de manière telle qu'une force s'exerçant verticalement de haut en bas sur cette face inclinée 67 tende à écarter lesdites extrémités 66 desdits orifices 20. A distance des portions de bout des extrémités 66, les bras 60 présentent, sur leur côté interne, des ergots 63 perpendiculaires auxdites extrémités 66 disposées en regard des branches 31 du moyen d'obturation 3. Un moyen de rappel ramène lesdits bras 60 dans le sens rapprochant leurs extrémités 66 des orifices de la face avant 21. Dans l'exemple représenté aux figures 2, 3 et 5, ce moyen de rappel est élastique et est constitué par le- ressort 5 utilisé pour repousser le moyen d'obturation 3 vers sa position fermée. A cet effet, la coupelle 25 dans laquelle est positionnée une extrémité du ressort 5 est: montée coulissante sur la face avant 21 de la fiche femelles et les extrémités 65 des bras 60 sont en appui contre la face externe de celle-ci. Lorsque la fiche femelle est soumise à aucune. sollicitation, ledit ressort 5 repousse le moyen d'obturation 3 dans sa position fermée et les bras 60 dans leur position de verrouillage dudit moyen d'obturation 3. En variante, et tel que représenté aux figures 7 et 8, le moyen de rappel peut être un moyen différent du moyen rappelant le moyen d'obturation dans sa position fermée. Dans cette variante de réalisation, la coupelle 25 coulissante est remplacée par une coupelle fixe 28 portant sur sa face en regard des extrémités 65 des bras un pion 29 dans lequel est disposée une lame flexible 51. Ladite lame flexible est en appui contre les extrémités 65 des bras 60 et les repousse dans le sens du verrouillage du moyen de verrouillage. Il est bien entendu possible d'utiliser pour le moyen de rappel en position de verrouillage des bras 60 d'autres dispositions. Citons la mise en place de moyens élastiques autour des pions 26 ou l'utilisation de moyens magnétiques soit attractifs disposés en face des extrémités 66 des bras,, 9 2710787 soit répulsifs disposés en face des extrémités 65 de ces bras 60. Dans cette position de verrouillage représentée aux figures 2 à 4, les ergots 63 sont disposées en regard des branches 31 du moyen d'obturation empêchant tout mouvement de celui-ci dans le sens tendant à découvrir les orifices 20. Le moyen d'obturation 3 est alors retenu entre les ergots 63 des bras 60 du système de verrouillage et les faces 22 de butée de la face avant 21. Lorsque l'on tente d'introduire une fiche mâle 1 de type usuel dans la fiche femelle 2 dont le moyen d'obturation 3 est ainsi verrouillé, le moyen d'obturation ne s'efface pas pour libérer l'accès aux orifices 20 bien que les broches 10 appuient convenablement sur les protubérances 34. Seules des fiches mâles munies d'un moyen de commande 7 sont admises à s'introduire dans la fiche femelle selon l'invention. Le moyen de commande 7 est, comme visible à la figure 1, constitué d'un disque 70 portant deux picots 71 que l'on dispose sur la fiche mâle de manière à ce qu'il soit intercalé entre ladite fiche mâle et la fiche femelle lors de la connexion. Ce moyen de commande peut être disposé sur la fiche mâle après sa fabrication et fixé par tout procédé utile, tel que collage ou vissage, sur les fiches mâles des appareils que l'on autorise à être branchés sur la fiche femelle munie des moyens de verrouillage. En variante, il peut également être fabriqué des fiches mâles présentant de fabrication lesdits picots 71. Les picots 71 sont diamétralement opposés et disposés de part et d'autre des broches 10. La distance séparant lesdits picots est égale à celle séparant les extrémités 66 des bras 60 dans leur position de verrouillage. Au cours du mouvement d'approche de la fiche mâle, lesdits picots entrent en contact avec les faces inclinées 67 et écartent les extrémités 66 des bras 60 à l'encontre du ressort 5. Les picots disposés entre la face avant 21 et 2710787 les bras 60 empêchent ceux-ci de revenir élastiquement vers leur position de verrouillage et le moyen d'obturation 3 peut alors être repoussé par l'action des broches 10 sur les protubérances 34. Le couvercle 4 présente des ouvertures 47 pour le guidage desdits picots 71 au cours de l'approche de la fiche male. Comme l'on peut le comprendre, l'invention peut par des modifications de forme être utilisée avec de nombreuses' formes de moyens d'obturation, que ceux-ci soient effacés par un mouvement de translation ou par un mouvement de rotation, par l'action simulanée des broches de la fiche male ou de tout autre moyen porté par ladite fiche mâle, ce moyen pouvant de plus être rapporté sur le moyen de commande de déverrouillage 7 décrit ci-dessus. là 2710787 REVENDICATIONS 1. - Système de prise d'alimentation électrique constitué d'une fiche male (1) et d'une fiche femelle (2) ou socle, ladite fiche femelle (2) comportant un moyen d'obturation (3) ramené en position fermée devant ses orifices (40, 20) qui rend ladite fiche inopérante par obturation des ses orifices par un moyen de rappel, la remise en opération des orifices de la fiche femelle étant assurée lorsque le moyen d'obturation est actionné par un moyen disposé sur la fiche mâle (1), caractérisé en ce que le moyen d'obturation (3) de ladite fiche femelle (2) est maintenu dans sa position fermée par un système de verrouillage (6), la fiche male (1) pouvant être munie d'un moyen de commande de déverrouillage (7) intercalaire provoquant, lorsqu'il est mis en place sur ladite fiche male, le déverrouillage du moyen d'obturation (3), l'actionnement dudit moyen d'obturation (3) restant soumis au moyen disposé sur la fiche mâle. 2. - Système de prise selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de verrouillage (6) comporte deux bras (60) montés à rotation sur la fiche femelle (2). 3. - Système de prise selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits bras (60) présentent des extrémités (66) disposées en regard du moyen d'obturation (3). 4. - Système de prise selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites extrémités (66) ont une face inclinée (67) en direction des orifices (20) de la fiche femelle de manière telle qu'une force s'exerçant verticalement de haut en bas sur cette face inclinée (67) tende à écarter lesdites extrémités (66) desdits orifices. 5. - Système de prise selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les bras (60) présentent des ergots (63) disposées, dans la position de verrouillage, en regard du moyen d'obturation afin 12.2710787 d'empêcher tout mouvement de celui-ci dans le sens tendant à découvrir les orifices (40, 20). 6. - Système de prise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de commande de déverrouillage (7) est constitué d'un disque (70) portant deux picots (71) disposé sur la fiche mâle des manière à ce qu'il soit intercalé entre ladite fiche male et la fiche femelle lors de la connexion. 7. - Système de prise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un moyen de rappel (5, 51) ramène lesdits bras (60) dans leur position de verrouillage. 8. - Système de prise selon la revendication 7, caractérisé en ce que les picots (71) sont disposés de part et d'autre des broches (10) et séparés d'une distance égale à celle séparant les extrémités (66) des bras (60) dans leur position de verrouillage de manière à entrer en contact avec les faces inclinées (67) au cours du mouvement d'approche de la fiche male et à écarter les extrémités (66) des bras (60) à l'encontre des moyens de rappel pour libérer le moyen d'obturation (3). 9. - Système de prise selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de rappel des moyens de verrouillage en position de verrouillage est celui rappelant le moyen d'obturation (3) vers sa position fermée. 10. Système de prise selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit moyen de rappel est un ressort (5) positionné à une des ses extrémités dans une coupelle (25) montée coulissante sur la fiche femelle et contre la face externe de laquelle sont en appui des extrémités (65) des bras (60) du moyen de verrouillage (6).