Brevet FR2756119A1 — publié le 19980522

DISPOSITIF OPTO- COUPLEUR. L'invention concerne un dispositif opto-coupleur comportant des premiers et seconds éléments opto-électroniques émetteurs-récepteurs disposés respectivement dans des premier et second boîtiers comportant des parois disposées face à face et comportant des moyens de passage de faisceaux lumineux définissant une zone de transmission optique entre les boîtiers, de manière à constituer une liaison optique bidirectionnelle entre les boîtiers. I1 est connu de connecter deux modules électriques par couplage optique. Un élément émetteur, constitué par exemple par une diode électroluminescente, disposé dans l'un des modules, est associé à un élément récepteur, constitué par exemple par un photodiode ou un phototransistor, disposé dans l'autre module. Les éléments émetteur et récepteur associés sont disposés face à face et communiquent généralement à travers des orifices opposés formés dans les parois correspondantes des modules. I1 a également été proposé (EP-A-587.066) de supprimer les orifices et de former les parois des modules en matériau transparent aux infrarouges. Un tel dispositif ne peut être utilisé tel quel dans un milieu polluant. En effet, il est indispensable que la lumière émise par l'élément émetteur soit transmise correctement à l'élément récepteur associé et que les parois transparentes des éléments émetteur/récepteur ou des modules ne soient pas obscurcies par la pollution. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif opto-coupleur comporte un joint fixé sur une face externe de ladite paroi de l'un des boîtiers et entourant ladite zone de transmission optique, ledit joint étant légèrement comprimé lors du montage des boîtiers de manière à assurer l'étanchéité de la zone de transmission optique. Le joint est de préférence un joint rectangulaire, adhésif, et la paroi du boîtier sur lequel est fixé le joint peut comporter des moyens de positionnement du joint. Ceux-ci peuvent comporter des organes en saillie sur la face externe de la paroi, constitués par au moins une paroi tubulaire solidaire de la paroi et délimitant au moins un orifice constituant les moyens de passage des faisceaux lumineux à travers ladite paroi ou par des voiles de matière assurant le positionnement du joint. Un autre objet de l'invention est d'assurer une bonne tenue diélectrique du dispositif optocoupleur. Ce but est atteint par le fait que chaque boîtier comporte un écran transparent, en matériau diélectrique, disposé entre les éléments émetteurs/récepteurs du boîtier et l'extérieur. Un dispositif opto-coupleur selon l'invention est plus particulièrement destiné à être utilisé dans un disjoncteur. Dans ce cas, le premier boîtier constitue le module de base d'un déclencheur électronique, le second boîtier constituant un module de communication, lesdits modules n'étant connectés que par le dispositif opto-coupleur de manière à permettre la transmission d'informations, par voie optique, entre les modules. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente, en coupe, un mode de réalisation préférentiel du dispositif optocoupleur selon l'invention. La figure 2 représente, vue de face, un mode de réalisation particulier du module de la figure 1 portant le joint. Les figures 3 et 4 représentent une variante du dispositif opto-coupleur selon les figures 1 et2. La figure 5 représente, en coupe, une variante de réalisation du module représenté à la partie inférieure de la figure 1. La figure 6 illustre, de manière schématique, un disjoncteur utilisant un dispositif optocoupleur selon l'invention. Le dispositif opto-coupleur selon la figure 1 est destiné à coupler optiquement deux modules électriques 1 et 2. Chaque module comporte un boîtier 3 à l'intérieur duquel sont disposés des éléments opto-électroniques émetteur et / ou récepteur. Pour permettre une liaison bidirectionnelle, chaque module comporte, sur la figure 1, un élément émetteur 4 et un élément récepteur 5. Classiquement, les éléments émetteurs 4 sont constitués par des diodes électroluminescentes, tandis que les éléments récepteurs 5 sont constitués par des photodiodes ou des phototransistors. Les éléments 4 et 5 sont, dans chaque module, montés sur une carte de circuit imprimé 6 appropriée comportant également les circuits électroniques de commande et / ou de traitement correspondants (non représentés). Les parois opposées 7 des boîtiers 3 des modules 1 et 2 comportent, sur la figure 1, des orifices 8 alignés avec les éléments émetteur-récepteur pour permettre le passage de la lumière entre ces éléments et l'extérieur. Ainsi que représenté sur la figure 1, un élément émetteur 4 d'un module est aligné avec des orifices 8 des boîtiers 3 des modules 1 et 2 et avec un élément récepteur 5 de l'autre module. Un joint 9 est disposé entre les modules 1 et 2. I1 entoure complètement la zone de transmission optique entre les modules et la protège contre la pollution. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le joint 9 est rectangulaire. I1 peut être fixé par tout moyen sur l'un des modules et, lors de la mise en place des modules, il est légèrement comprimé entre les deux modules de manière à assurer une étanchéité totale de la zone de transmission optique. La souplesse du joint lui permet également d'absorber toute vibration entre les éléments 1 et 2, tout en garantissant l'étanchéité. Selon un mode de réalisation préférentiel, il s'agit d'un joint adhésif qui peut être fixé par simple collage sur l'un des modules. Ce joint possède également des propriétés thermiques assurant sa tenue dans le temps. Pour faciliter le positionnement du joint, la paroi 7 du module sur laquelle il doit être fixé peut comporter des moyens de positionnement. Ceux-ci peuvent être constitués par des organes en saillie vers l'extérieur de la paroi. Sur les figures 1 et 2, ces organes en saillie sont constitués par deux parois tubulaires 10, solidaires de la paroi 7 et délimitant les orifices 8 de la paroi 7. Bien entendu, une seule paroi tubulaire peut être utilisée, délimitant un seul orifice. Dans la variante des figures 3 et 4, ces organes sont constitués par deux voiles de matière 16 solidaires de la paroi 7 et disposés de part et d'autre des orifices 8 de cette paroi. Chaque module comporte, de plus, un écran transparent 11 disposé entre les éléments optoélectroniques 4 et 5 et l'extérieur. L'écran est en matériau diélectrique, par exemple en polycarbonate, de manière à assurer la tenue diélectrique entre les modules. I1 a, de plus, pour avantage de protéger ces éléments contre les chocs et la pollution avant le montage des modules 1 et 2. L'écran est, de préférence, fixé sur la face interne de la paroi 7, de manière à augmenter la tenue diélectrique de l'ensemble. Pour faciliter le positionnement de l'écran, la paroi 7 peut comporter un renfoncement, soit sur sa face interne (fig. 1 et 3), soit sur sa face externe (fig.5). Dans la variante de réalisation de la figure 5, l'écran transparent 1 1 est aligné sur la face externe de la paroi 7. L'écran 1 1 est fixé à la paroi 7 par tout moyen approprié. Il peut, par exemple, être collé ou soudé par ultrasons. L'utilisation d'un dispositif opto-coupleur, selon l'invention, dans un disjoncteur est illustrée à la figure 6. Un module 12 de communication est monté sur le disjoncteur 13. Le module 12 porte le joint 9 et est destiné à communiquer, par voie optique uniquement, avec un module de base 14 réalisant des fonctions de déclenchement. Les modules 12 et 14 ne sont connectés l'un à l'autre que par la liaison optique. Lors du montage de l'ensemble, le module 12 est fixé, par tout moyen approprié, au disjoncteur 13. Puis le module 14 est fixé également au disjoncteur 13, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une pièce d'interface 15. Un jeu est prévu entre les faces 7 des modules 12 et 14 de manière à tenir compte des vibrations des divers organes. Le joint 9, par exemple fixé sur le module 12, est légèrement comprimé lors du montage du module 14 sur le disjoncteur 13. I1 entoure totalement la zone de transmission optique entre les modules 12 et 14 et la protège contre la pollution due, par exemple, aux gaz de coupure. Le joint laisse une liberté au montage et, de plus, absorbe les vibrations entre les deux modules. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers représentés sur les figures. La zone de transmission optique peut éventuellement être constituée par une seule ouverture, de forme quelconque. Cependant, le mode de réalisation représenté sur les figures, avec deux orifices circulaires de diamètre légèrement supérieur à celui des éléments 4 et 5, est préféré. En effet, il limite les lumières parasites et protège les éléments disposés à l'intérieur du boîtier. La paroi 7 est, de plus, plus solide et les orifices servent également de guidage aux rayons lumineux transmis entre les modules. De même, le joint est, de préférence, rectangulaire, avec un section carrée. Les organes de positionnement du joint peuvent être circulaires ou prendre toute forme appropriée, rectangulaire par exemple, ou être constitués par deux nervures opposées. L'écran peut également constituer la paroi 7. Dans ce cas, les orifices 8 sont inutiles. REVENDICATIONS 1.- Dispositif opto-coupleur comportant des premier et second éléments opto-électroniques émetteurs-récepteurs (4,5) disposés respectivement dans des premier et second boîtiers (3) comportant des parois (7), disposées face à face et comportant des moyens de passage (8) de faisceaux lumineux définissant une zone de transmission optique entre les boîtiers (3), de manière à constituer une liaison optique bidirectionnelle entre les boîtiers (3), dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un joint (9) fixé sur une face externe de ladite paroi (7) de l'un des boîtiers (3) et entourant ladite zone de transmission optique, ledit joint étant légèrement comprimé lors du montage des boîtiers (3) de manière à assurer l'étanchéité de la zone de transmission optique. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (9) est rectangulaire. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le joint (9) est un joint adhésif. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi (7) du boîtier (3) sur laquelle est fixé le joint (9) comporte des moyens (10) de positionnement du joint. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (10) de positionnement du joint (9) comportent des organes en saillie sur la face externe de la paroi (7). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes en saillie sont constitués par au moins une paroi tubulaire (10) solidaire de la paroi (7) et délimitant au moins un orifice (8) constituant les moyens de passage des faisceaux lumineux à travers ladite paroi. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes en saillie sont constitués par des voiles de matière (16) assurant le positionnement du joint. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque boîtier (3) comporte un écran transparent (11), en matériau diélectrique, disposé entre les éléments émetteurs-récepteurs (4,5) du boîtier et l'extérieur. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau diélectrique est du polycarbonate. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le premier boîtier (3) constitue le module de base (14) d'un déclencheur électronique, le second boîtier (3) constituant un module de communication (12), lesdits modules n'étant connectés que par le dispositif opto-coupleur de manière à permettre la transmission d'informations, par voie optique, entre les modules (12,14).