Brevet FR2740268A1 — publié le 19970425

La présente invention concerne une prise électrique ayant un dispositif d'obturation destiné à empêcher l'accès direct à un seul des contacts placés à l'intérieur du corps de prise par passage par un trou d'introduction de broche. Des règlements relatifs aux mesures de sécurité électrique imposent l'utilisation de prises électriques dans lesquelles les trous de passage de broches sont obturés et ne sont ouverts que lorsque deux broches au moins d'une fiche pénètrent simultanément dans deux passages au moins du corps de la prise électrique. En conséquence, les fabricants ont réalisé un certain nombre de prises électriques munies d'un dispositif d'obturation. On connaît ainsi une prise électrique qui comporte un corps isolant formé de deux parties et d'un dispositif d'obturation. Une première partie du corps possède deux passages qui sont parallèles à une direction d'introduction d'une fiche. Un espace est délimité entre les deux parties du corps et contient un obturateur. Cet obturateur comporte deux saillies ayant des faces inclinées et normalement disposées en face des passages, mais qui ne pénètrent pas normalement dans les passages. L'obturateur a une forme en V du côté opposé aux passages. De cette manière, lorsqu'une seule broche est introduite dans un passage, elle provoque un basculement de l'obturateur tel que la saillie placée en face de l'autre passage pénètre dans le passage correspondant et empêche la rotation de l'obturateur.Au contraire, lorsque deux broches sont introduites simultanément par les deux passages, elles viennent au contact des surfaces des saillies qui sont inclinées en sens inverses, et appliquent ainsi un couple à l'obturateur qui est alors entraîné en rotation. Cette rotation est soumise à une force antagoniste d'un ressort de rappel de l'obturateur vers sa position d'obturation. Ce ressort est disposé dans l'espace formé entre les deux parties de prise et est placé suivant une partie de circonférence centrée autour de l'axe de rotation de l'obturateur. Ce dispositif d'obturation présente un certain nombre d'inconvénients. D'abord, comme les saillies ne pénètrent pas dans les passages lorsque l'obturateur est en position de repos, mais comme l'une d'elles doit pénétrer dans le passage correspondant dès que la saillie opposée de l'obturateur est repoussée, ces saillies doivent avoir une faible hauteur. Le fonctionnement de ce système nécessite alors le respect de tolérances relativement serrées non seulement pour la réalisation du dispositif obturateur (hauteur de saillies, inclinaison des bords de saillies) mais aussi sur la distance séparant les deux parties de corps. En effet, si la distance séparant les deux parties de corps est légèrement trop grande, l'obturateur peut basculer sans qu'une saillie pénètre dans un passage.Au contraire, si cette distance est légèrement trop petite, l'obturateur est coincé et ne peut plus fonctionner. En outre, le ressort de rappel placé sur une partie de la circonférence est très petit et son montage est délicat. L'invention concerne une prise électrique du type précité, mais ne posant pas les problèmes indiqués. Alors que, lorsque deux broches viennent au contact de l'obturateur, le dispositif précité ne subisse qu'un mouvement de rotation, plus précisément provoquée par les surfaces inclinées des saillies de l'obturateur, l'invention met au contraire en oeuvre un double mouvement, d'abord de translation puis de rotation. Ce mouvement de translation n'est pas possible dans le dispositif connu puisque l'obturateur bascule. L'avantage du mouvement de translation selon l'invention est qu'il assure normalement le logement des saillies dans les passages d'une partie de corps, si bien que toute rotation de l'obturateur est interdite tant que les deux saillies n'ont pas été chassées des deux passages. Cette disposition nécessite donc la présence d'un dispositif de rappel en translation permettant l'introduction des saillies de l'organe obturateur dans les passages, à la fin du mouvement de retour, lorsque les broches sont retirées de la prise. Plus précisément, l'invention concerne une prise électrique, du type qui comporte un corps isolant et un dispositif d'obturation, le corps ayant au moins deux passages qui sont parallèles à une direction d'introduction d'une fiche qui a un nombre de broches au plus égal au nombre de passages, le dispositif d'obturation étant destiné à obturer simultanément deux passages au moins du corps et comportant un obturateur mobile en rotation et un dispositif de rappel de l'obturateur en rotation dans un sens, l'obturateur comportant, pour chacun de deux passages au moins, une saillie tournée vers le passage correspondant, l'obturateur étant destiné à être déplacé à force, lorsque deux broches au moins sont introduites dans les passages et viennent simultanément au contact des saillies, par un dispositif de déplacement en rotation d'une première position dans laquelle l'obturateur se trouve sur le trajet des broches à une seconde position dans laquelle l'obturateur est écarté du trajet des broches, le dispositif de rappel rappelant l'obturateur de sa seconde position vers la première ; selon l'invention, les saillies des deux passages au moins sont logées chacune à l'intérieur du passage correspondant lorsque l'obturateur est dans sa première position, le dispositif de rappel comporte un premier dispositif de rappel destiné à rappeler en rotation l'obturateur de sa seconde position, dans laquelle les saillies de l'obturateur sont écartées du trajet des broches correspondantes, à une position intermédiaire, dans laquelle les saillies sont alignées sur les passages dans la direction d'introduction des broches, mais ne sont pas logées dans ces passages, et le dispositif de rappel comporte un second dispositif de rappel destiné à rappeler en translation l'obturateur de la position intermédiaire à la première position par déplacement en translation des deux saillies au moins de l'obturateur afin qu'elles se logent dans les passages correspondants. Dans un mode de réalisation, le premier dispositif de rappel est un dispositif élastique travaillant en rotation autour d'un axe parallèle à la direction d'introduction de la fiche, et le second dispositif de rappel est un dispositif élastique travaillant en translation suivant un axe parallèle à la direction d'introduction de la fiche. De préférence, le premier et second dispositif de rappel sont formés par un dispositif élastique unique travaillant à la fois en rotation autour de son axe et en translation suivant son axe. Par exmple, le dispositif élastique unique est un ressort hélicoïdal. Dans un mode de réalisation, le corps est formé de deux parties isolantes dont l'une a les passages et l'autre porte des contacts destinés à coopérer avec des broches, et une partie de corps a un axe cylindrique parallèle à la direction d'introduction des broches, autour duquel est disposé le ressort et sur lequel l'obturateur est monté afin qu'il puisse tourner et coulisser. Dans un mode de réalisation, le dispositif de déplacement en rotation comporte une face inclinée formée sur une saillie au moins, cette surface étant inclinée par rapport à la direction d'introduction des broches dans une direction telle que, lorsqu'une broche est introduite et coopère avec la surface inclinée, la composante de la force de coopération qui est perpendiculaire à la direction d'introduction a un sens opposé à celui de la force de rappel du premier dispositif de rappel. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de déplacement en rotation comporte un ressort hélicoïdal dont les extrémités présentent un déplacement circonférentiel relatif autour de l'axe d'hélice lorsque le ressort est comprimé ou décomprimé. Dans une variante avantageuse, le dispositif de déplacement en rotation, le premier et second dispositif de rappel sont formés par un ressort hélicoïdal unique travaillant à la fois en rotation autour de son axe et en translation suivant son axe. Il est alors avantageux que le ressort hélicoïdal unique travaillant à la fois en rotation autour de son axe et en translation suivant son axe soit formé par moulage en une seule pièce avec le dispositif obturateur. En particulier, dans une variante, le corps est formé de deux parties isolantes dont l'une a les passages et l'autre porte des contacts destinés à coopérer avec des broches, et l'autre partie de corps, le ressort hélicoïdal unique et l'obturateur sont formés par moulage en une seule pièce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue en plan d'un obturateur d'un dispositif d'obturation d'une prise électrique selon l'invention, dans un mode de réalisation la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1 la figure 3 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 1 la figure 4 est une coupe transversale de la partie principale d'une prise électrique selon l'invention la figure 5 est une coupe analogue à la figure 4, mais par un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 4 ; et la figure 6 est une coupe analogue à la figure 4 représentant un autre mode de réalisation de l'invention. On considère d'abord un mode de réalisation de l'ensemble d'une prise selon l'invention en référence aux figures 4 et 5. Le corps de la prise comporte, de manière classique, deux parties isolantes 10 et 12. Les deux parties sont rendues solidaires par une ou plusieurs vis telles que 14. La partie externe 10 de la prise est formée de matière plastique moulée afin qu'elle comporte une joue intermédiaire 11 dans laquelle sont formés des passages 16 destinés à des broches. Les deux passages 16 représentés sur la figure 4 sont destinés au passage de broches d'une fiche électrique non représentée. La joue 11 a aussi un passage supplémentaire dans lequel passe une broche de terre 20 qui dépasse de l'autre partie ou partie interne 12. La partie interne 12, elle aussi formée de matière plastique moulée, comprend des contacts électriques 18 et la broche de terre 20. Les éléments décrits jusqu'à présent sont classiques et on ne les décrit pas plus en détail, car l'homme du métier non seulement sait les réaliser, mais aussi sait en réaliser de nombreuses variantes. On considère maintenant le dispositif d'obturation selon l'invention. La partie inférieure 12 du corps a un axe cylindrique 22 de section droite circulaire qui est parallèle à l'axe d'introduction des broches d'une fiche par les passages 16 et dans les contacts 18. Un obturateur 24 est monté sur cet axe 22 de manière qu'il puisse tourner et se déplacer en translation. En outre, un ressort hélicoïdal 26 placé autour de l'axe 22 repousse l'obturateur 24 vers la partie externe 10 du corps de la prise et en rotation autour de l'axe 22. On considère maintenant plus en détail l'obturateur représenté sur les figures 1 à 3. L'obturateur 24 a un trou central 28 destiné à se loger sur l'axe 22 de manière qu'il puisse tourner librement. Deux bras 30 dépassent en sens opposés par rapport au trou 28. Cet obturateur est destiné à une prise de type bipolaire. Chaque bras 30 porte vers son extrémité une saillie 32 de forme tronconique. On note sur la figure 4 que les saillies 32 pénètrent dans les passages 16. Les saillies ont une forme tronconique afin que leur entrée dans les passages 16 soit facile. Cependant, l'inclinaison ne doit pas être si grande qu'une force de rotation provoque une sortie des saillies de l'obturateur par effet de came, malgré la force de rappel du ressort 26. Une face inclinée 34 est formée sur chaque saillie 32. De préférence, cette face inclinée se prolonge dans le bras 30, jusqu'au bord de celui-ci, et la face inclinée recouvre le centre de la saillie, comme l'indique la figure 1. De cette manière, lorsqu'une broche est introduite dans un passage 16, son extrémité arrondie vient au contact de la face inclinée et exerce donc une force ayant une composante qui a tendance à provoquer une rotation de l'obturateur 24.Plus précisément, comme l'indique la figure 1, lorsqu'une broche est poussée contre les faces inclinées 34 de l'obturateur représenté sur la figure 1, les composantes des forces appliquées à chacune des faces inclinées 34 ont tendance à créer un couple de rotation de l'obturateur 24 dans le sens des aiguilles d'une montre. On note en outre sur la figure 1 que l'obturateur 24 a un organe 36, représenté sous forme d'un trou, destiné à la fixation d'une extrémité du ressort 26. L'autre extrémité du ressort 26 est fixée à la partie interne 12 de la prise. On considère maintenant le fonctionnement de la prise représentée sur les figures 4 et 5. Dans la position indiquée sur la figure 4, lorsqu'on essaie d'introduire un objet quelconque dans un seul des passages 16, l'obturateur ne peut pas tourner parce que les saillies sont placées dans les passages 16. D'autre part, il ne peut pas se déplacer en translation, car il n'est poussé que d'un côté et a donc tendance à se coincer sur l'axe 22, d'autant plus qu'il est rappelé par le ressort 26. En conséquence, les deux passages 16 restent fermés. Au contraire, lorsque les broches d'une fiche bipolaire sont introduites simultanément dans les deux passages 16, chaque broche exerce sur la saillie correspondante 32 une force qui possède une composante dans la direction d'introduction et une composante perpendiculaire à cette direction et qui a tendance à faire tourner l'obturateur. Cependant, lors du contact initial, cette rotation n'est pas possible parce que les saillies sont logées dans les passages 16. Cependant, comme les deux saillies sont poussées ensemble, l'obturateur 24 peut coulisser sur l'arbre 22, en comprimant le ressort 26. Dès que les saillies 32 sont sorties des passages 16, l'obturateur peut tourner et les composantes des forces appliquées aux faces inclinées 34 dans le plan de l'obturateur 24 provoquent une rotation de celui-ci, avec augmentation de la tension du ressort 26. En tournant, l'obturateur dégage les passages 16 si bien que les broches peuvent venir ensemble coopérer avec les contacts 18 de la partie interne 12 de la prise électrique. Lorsque la fiche est retirée de la prise, les bords de l'obturateur glissent sur les côtés des broches jusqu'à ce que les extrémités des broches arrivent à leur niveau. A ce moment, le ressort peut faire tourner l'obturateur 24 de manière que les saillies viennent en face des passages 16. Une butée 38 solidaire de l'une des parties de corps, la partie 10 sur les figures 4 et 5, limite la rotation de l'obturateur 24 à une position dans laquelle les saillies 32 sont en face des passages 16. Le ressort 26 peut alors s'allonger et faire pénétrer les saillies 32 dans les passages 16. La position initiale est ainsi obtenue, les passages 16 étant fermés par l'obturateur. Le dispositif d'obturation selon l'invention a donc un fonctionnement original en ce qu'il utilise un déplacement en translation et un déplacement en rotation qui se succèdent, sous la commande des broches lorsque celles-ci sont introduites. Le dispositif d'obturation comporte donc un dispositif de déplacement en rotation, destiné à créer une force de rotation lors de l'introduction des broches, un premier dispositif de rappel en rotation et un second dispositif de rappel en translation. Plus précisément, le dispositif de déplacement en rotation est constitué, dans le mode de réalisation de la figure 1, par la surface inclinée 34 formée sur chaque saillie 32 et par la surface arrondie de coopération d'une broche introduite. Un tel dispositif à surface inclinée est déjà connu. Cependant, d'autres dispositifs peuvent être utilisés. Ainsi, les saillies 32 peuvent être dépourvues de la surface inclinée 34. Dans ce cas, les broches introduites par les passages 16 ne peuvent provoquer qu'un déplacement en translation de l'obturateur 24. Cependant, un dispositif de déplacement en rotation peut assurer la rotation nécessaire, en sens opposé au sens de rappel par le dispositif de rappel en rotation. Un tel dispositif de déplacement en rotation peut être constitué par des surfaces de came formées sur l'axe 22 et dans le trou 28.Un autre dispositif de déplacement en rotation peut être réalisé lorsque le raccourcissment du ressort de rappel en translation, de type hélicoïdal, provoque une rotation de l'obturateur. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, le dispositif de rappel en rotation et le dispositif de rappel en translation sont formés par un seul et même ressort 26. Cependant, les deux fonctions peuvent aussi être remplies par des dispositifs élastiques différents, dans d'autres modes de réalisation de l'invention. Enfin, dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, les trois dispositifs précités, c'est-à-dire le dispositif de déplacement en rotation, le premier dispositif de rappel et le second dispositif de rappel peuvent être formés par un seul dispositif. Plus précisément, dans ce mode de réalisation, représenté sur la figure 6, les éléments analogues à ceux des figures précédentes portent des références numériques identiques suivies du signe prime ('). Dans ce mode de réalisation, un organe obturateur 24', tout à fait analogue à l'organe 24 des figures 1 à 3 mais qui ne comporte pas les faces inclinées 34, est moulé en une seule pièce avec la partie interne 12', les deux éléments étant reliés par plusieurs spires fractionnaires 40. Lors du moulage de la pièce 12' solidaire de l'obturateur 24', la distance séparant le corps de la partie 12' de l'obturateur 24' est supérieure à la distance nécessaire lors du montage sur l'autre partie 10. En conséquence, lorsque les deux parties 10 et 12' sont associées, les spires 40 sont comprimées. En outre, lors de la compression de l'organe obturateur 24', les spires, étant donné le raccourcissement de leur longueur, ont tendance à faire tourner l'organe obturateur en l'écartant des passages 16.Lorsque les broches sont retirées au contraire, les spires en s'allongeant provoquent une rotation en sens inverse de l'organe obturateur 24'. On a décrit ce dernier mode de réalisation de l'invention pour montrer qu'en fait les divers dispositifs mis en oeuvre selon l'invention peuvent être réalisés soit sous forme totalement séparée, soit sous forme totalement combinée, soit toute autre forme intermédiaire. La caractéristique essentielle est que l'organe obturateur a des saillies qui sont normalement logées dans les passages et empêchent ainsi la rotation. En outre, l'obturateur est rappelé en position de fermeture par des forces de rappel en rotation et en translation. On peut noter, dans les modes de réalisation décrits, que la réalisation de l'appareil ne nécessite pas le respect de tolérances très serrées. En effet, les saillies peuvent pénétrer de façon plus ou moins importante dans les passages 16, leur profondeur de pénétration étant limitée par le contact de l'organe obturateur 24 avec la partie externe 10 de la prise. Les jeux qui peuvent être créés sont encaissés par les dispositifs élastiques, par exemple le ressort 26. En conséquence, les prises électriques selon l'invention peuvent être fabriquées en grande série et à un faible coût. REVENDICATIONS 1. Prise électrique, du type qui comporte un corps isolant et un dispositif d'obturation, le corps (10, 12) ayant au moins deux passages (16) qui sont parallèles à une direction d'introduction d'une fiche qui a un nombre de broches au plus égal au nombre de passages (16), le dispositif d'obturation étant destiné à obturer simultanément deux passages (16) au moins du corps (10, 12) et comportant un obturateur (24) mobile en rotation et un dispositif (26) de rappel de l'obturateur (24) en rotation dans un sens, l'obturateur (24) comportant, pour chacun de deux passages (16) au moins, une saillie (32) tournée vers le passage (16) correspondant, l'obturateur (24) étant destiné à être déplacé à force, lorsque deux broches au moins sont introduites dans les passages (16) et viennent simultanément au contact des saillies (32), par un dispositif de déplacement en rotation d'une première position dans laquelle l'obturateur (24) se trouve sur le trajet des broches à une seconde position dans laquelle l'obturateur (24) est écarté du trajet des broches, le dispositif (26) de rappel rappelant l'obturateur (24) de sa seconde position vers la première, la prise étant caractérisée en ce que les saillies (32) des deux passages (16) au moins sont logées chacune à l'intérieur du passage (16) correspondant lorsque l'obturateur (24) est dans sa première position, le dispositif de rappel comporte un premier dispositif (26) de rappel destiné à rappeler en rotation l'obturateur (24) de sa seconde position, dans laquelle les saillies (32) de l'obturateur (24) sont écartées du trajet des broches correspondantes, à une position intermédiaire, dans laquelle les saillies (32) sont alignées sur les passages (16) dans la direction d'introduction des broches, mais ne sont pas logées dans ces passages (16), et le dispositif de rappel comporte un second dispositif (26) de rappel destiné à rappeler en translation l'obturateur (24) de la position intermédiaire à la première position par déplacement en translation des deux saillies (32) au moins de l'obturateur (24) afin qu'elles se logent dans les passages correspondants (16). 2. Prise selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier dispositif (26) de rappel est un dispositif élastique travaillant en rotation autour d'un axe (22) parallèle à la direction d'introduction de la fiche. 3. Prise selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le second dispositif (26) de rappel est un dispositif élastique travaillant en translation suivant un axe (22) parallèle à la direction d'introduction de la fiche. 4. Prise selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier et second dispositif (26) de rappel sont formés par un dispositif élastique unique (26) travaillant à la fois en rotation autour de son axe et en translation suivant son axe. 5. Prise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps (10, 12) est formé de deux parties isolantes dont l'une a les passages (16) et l'autre porte des contacts destinés à coopérer avec des broches, et une partie de corps (12) a un axe cylindrique (22) parallèle à la direction d'introduction des broches, autour duquel est disposé le dispositif de rappel et sur lequel l'obturateur (24) est monté afin qu'il puisse tourner et coulisser. 6. Prise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de déplacement en rotation comporte une face inclinée (34) formée sur une saillie (32) au moins, cette face (34) étant inclinée par rapport à la direction d'introduction des broches dans une direction telle que, lorsqu'une broche est introduite et coopère avec la surface inclinée (34), la composante de la force de coopération qui est perpendiculaire à la direction d'introduction a un sens opposé à celui de la force de rappel du premier dispositif de rappel (26). 7. Prise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée ce que le dispositif de déplacement en rotation comporte un ressort hélicoïdal dont les extrémités présentent un déplacement circonférentiel relatif autour de l'axe d'hélice lorsque le ressort est comprimé ou décomprimé. 8. Prise selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif de déplacement en rotation, le premier et second dispositif de rappel sont formés par un ressort hélicoïdal unique (40) travaillant à la fois en rotation autour de son axe et en translation suivant son axe. 9. Prise selon la revendication 8, caractérisée en ce que le ressort hélicoïdal unique (40) travaillant à la fois en rotation autour de son axe et en translation suivant son axe est formé par moulage en une seule pièce avec le dispositif obturateur (24'). 10. Prise selon la revendication 9, caractérisée en ce que le corps (10', 12') est formé de deux parties isolantes dont l'une a les passages et l'autre porte des contacts destinés à coopérer avec des broches, et l'autre partie (12') de corps, le ressort hélicoïdal unique (40) et l'obturateur (24') sont formés par moulage en une seule pièce.