Brevet FR2772997A1 — publié le 19990625

La présente invention est relative à une pince de raccordement à la masse d'un appareillage électrique, ainsi qu'à un dispositif de protection et de raccordement de cet appareil à une source d'alimentation utilisant une telle pince, en particulier dans le domaine de l'aéronautique. La mise à la masse d'un appareillage électrique s'effectue généralement au moyen d'une pince du type comprenant deux mâchoires articulées l'une sur l'autre entre une position de repos et une position active dans laquelle la pince est en prise avec une surface électriquement conductrice du châssis de l'appareillage et constitue avec celle-ci un élément de contact électrique fermé. Une telle pince est par exemple utilisée dans des ateliers de maintenance d'appareils électriques embarqués à bord d'avions pour l'alimentation et la protection de ces appareils, ainsi que pour la protection des opérateurs travaillant sur ces appareils. Elle permet d'assurer une protection relativement efficace contre des surtensions ou des défauts d'isolement de ces appareils. Elle présente toutefois un certain nombre d'inconvénients, notamment en raison du fait qu'elle ne permet pas de couper l'alimentation de l'appareil lorsque ce dernier n'est pas ou est incorrectement raccordé à la masse, par exemple lorsque la pince est en contact avec une surface non conductrice du châssis de l'appareillage. Le but de l'invention est de pallier cet inconvénient et de fournir une pince de raccordement à la masse d'un appareillage électrique interdisant la mise sous tension de ce dernier tant qu'il n'est pas correctement raccordé à la masse. Elle a donc pour objet une pince de raccordement à la masse d'un appareillage électrique du type précité, caractérisée en ce que la pince constitue, en position de repos, un élément de contact électrique ouvert et en ce que les mâchoires sont chacune équipées de moyens de raccordement électrique, respectivement à la terre et à un dispositif de raccordement de l'appareillage à une source de tension d'alimentation adapté pour l'alimentation de ce dernier lorsque la pince est dans la position active et couper l'alimentation lorsque la pince est dans la position de repos. La pince suivant l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possible - les mâchoires sont réalisées en matériau électriquement isolant et sont équipées chacune, au niveau de leur extrémité active, d'une garniture en matériau électriquement conducteur sur laquelle est fixé un câble de raccordement, respectivement à la terre et au dispositif de raccordement de l'appareillage à la source de tension - la pince comporte en outre un élément élastique de rappel sollicitant les mâchoires en position de repos, et une butée réglable de limitation du rapprochement des mâchoires en position de repos. L'invention a également pour objet un dispositif de protection et de raccordement électrique d'un appareillage électrique à une source de tension alternative d'alimentation, notamment une fréquence égale à 400 Hz, le dispositif comprenant une borne de raccordement à la source d'alimentation, une borne de raccordement à l'appareillage, un disjoncteur de protection interposé entre lesdites bornes de raccordement et un organe de pilotage du fonctionnement du disjoncteur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de commande de l'alimentation de l'organe de pilotage sous le contrôle d'une pince de raccordement à la masse telle que définie ci-dessus, de manière à alimenter et à couper l'alimentation de l'appareillage, respectivement en présence et en l'absence de raccordement à la masse de ce dernier. De préférence, l'organe de pilotage du dispositif comporte une bobine associée à un noyau plongeur en matériau magnétique couplé mécaniquement au disjoncteur et monté axialement déplaçable dans la bobine. Dans ce cas, le circuit de commande de l'alimentation de l'organe de pilotage comporte avantageusement un amplificateur opérationnel dont l'entrée non inverseuse est placée à un premier potentiel de référence et dont l'entrée inverseuse est, d'une part, positionnée à un deuxième potentiel de référence supérieur au premier potentiel de référence et, d'autre part, raccordée à la masse par l'intermédiaire de la pince, et dont la sortie est raccordée à un transistor formant interrupteur de commande de l'alimentation de la bobine. En variante, le circuit de commande de l'alimentation de l'organe de pilotage comporte au moins une porte logique de commande de l'alimentation de la bobine assurant la comparaison entre une première entrée positionnée à un premier potentiel de référence et une deuxième entrée positionnée au premier potentiel et sélectivement connectée à la masse par l'intermédiaire de la pince. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe de la pince de raccordement à la masse suivant l'invention, en position de repos - la figure 2 est une vue en coupe de la pince de la figure 1 en position active - la figure 3 est un schéma synoptique illustrant la structure du dispositif de protection et de raccordement électrique d'un appareillage électrique utilisant la pince des figures 1 et 2 ; et - la figure 4 est une schéma synoptique illustrant la structure d'un dispositif de protection et de raccordement électrique d'un appareillage électrique utilisant la pince des figures 1 et 2, selon un autre mode de réalisation. Sur les figures 1 et 2, on a représenté une vue en coupe longitudinale d'une pince de raccordement à la masse d'un appareillage électrique, désignée par la référence numérique générale 10, respectivement en position de repos et en position active. Dans le cadre de la présente description, par le terme "raccordement à la masse", on entend, de façon générale, le positionnement à un potentiel nul du châssis de l'appareillage électrique et donc également le raccordement à la terre de ce dernier. On voit sur les figures 1 et 2 que la pince 10 comprend deux mâchoires 12 et 14, articulées l'une sur l'autre, comprenant chacune une partie proximale respectivement 16 et 18, actionnable manuellement par un utilisateur, et une partie active distale, respectivement 20 et 22, venant en prise, en position active, avec une partie électriquement conductrice 24 du châssis de l'appareillage électrique en vue de son raccordement à la masse. Les mâchoires 12 et 14 sont réalisées à partir d'un matériau électriquement isolant approprié pour l'utilisation envisagée, par exemple une matière plastique, et sont équipées chacune, au niveau de leur extrémité active, d'une garniture 26 et 28 en matériau électriquement conducteur, par exemple en métal. Les garnitures 26 et 28 sont disposées en regard l'une de l'autre et sont destinées à maintenir fermement la partie 24 de châssis sous l'action d'un ressort élastiquement déformable 30 sollicitant la pince 10 en position de repos (figure 2). On voit en outre sur les figures 1 et 2 que la pince est équipée d'une butée réglable 32 constituée par une vis s'engageant dans un trou taraudé ménagé dans l'une, 14, des mâchoires et dont l'extrémité libre constitue une surface d'appui pour l'autre mâchoire 12 afin de limiter le rapprochement des ces mâchoires en position de repos, de manière à délimiter, dans cette position, un espace entre les garnitures d'extrémité 26 et 28 correspondante. Par ailleurs, chaque mâchoire 12 et 14 est équipée d'un câble, 34 et 36, fixé par exemple par sertissage ou soudage sur la garniture d'extrémité 26 et 28. L'un des câbles 34 constitue un moyen de raccordement de la pince 10 à un dispositif de raccordement de l'appareillage à une source de tension d'alimentation adapté, comme cela sera décrit en détail par la suite, pour l'alimentation de ce dernier lorsque la pince est dans la position active et couper l'alimentation lorsque la pince est dans la position de repos. L'autre câble, 36, est raccordé à la masse et constitue, conjointement avec la garniture 28 correspondante, un moyen de raccordement à la masse de la partie de châssis 24. Comme on le conçoit, et comme on le voit sur les figures 1 et 2, la pince 10 constitue, en position de repos, dans laquelle les garnitures 26 et 28 sont espacées l'une de l'autre, un élément de contact électrique ouvert, et, en position active, dans laquelle les garnitures 26 et 28 sont en contact électrique avec la partie de châssis 24 électriquement conductrice, un élément de contact électriquement fermé. Ainsi, dans la position active, les deux câbles 34 et 36 sont positionnés au même potentiel nul. La description d'un dispositif de protection et de raccordement électrique d'un appareillage à une source de tension alternative d'alimentation utilisant une telle pince va maintenant être faite en référence à la figure 3, sur laquelle la pince 10 a été schématiquement représentée, au repos. On voit sur cette figure que le dispositif, désigné par la référence numérique générale 38, comporte une première borne 40 de raccordement du dispositif à une source de tension alternative d'alimentation (non représentée), notamment à une fréquence égale à 400 Hz pour l'alimentation d'un appareillage dans le domaine de l'aéronautique, une deuxième borne 42 de raccordement du dispositif 38 à l'appareillage à alimenter et un disjoncteur de protection 44, associé à un organe 46 de pilotage de son fonctionnement, interposé entre ces bornes de raccordement 40 et 42. L'organe de pilotage 46 comporte une bobine 48 dans laquelle est monté axialement déplaçable un noyau plongeur couplé mécaniquement au disjoncteur 44 et est connecté à un circuit de commande de son alimentation. Une première borne de la bobine 48 est connectée à une borne d'alimentation en tension continue, par exemple une tension égale à 12 V, l'autre borne étant raccordée à la masse par l'intermédiaire d'un transistor 50 de commande de l'alimentation de la bobine 48, monté en interrupteur, par exemple constitué par un transistor de type NPN. La base du transistor 50 est raccordée à la sortie d'un amplificateur opérationnel 52 monté en comparateur, par l'intermédiaire d'un pont diviseur constitué par l'association de deux résistances R1 et R2 montées en série et d'une diode Zéner Dl. La borne non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 52 est positionnée à un premier potentiel de référence, fixé par exemple à 6 V au moyen de deux résistances R3 et R4 appropriée, tandis que la borne inverseuse de l'amplificateur 52 est d'une part raccordée. à une borne d'alimentation en une deuxième tension continue de référence supérieure à la tension présente en entrée de la borne non inverseuse, par exemple égale à 12 V et, d'autre part, sélectivement connectée à la masse par l'intermédiaire de la pince 10. Pour ce faire, l'un 34, des câbles de la pince est raccordé à la borne non inverseuse de l'amplificateur 52 au moyen d'une diode D2 d'écrêtage, l'autre câble 36 étant raccordé à la masse. On notera que, de préférence, une diode D3 est raccordée en parallèle sur la bobine 48 de manière à éviter les surtensions susceptibles d'apparaître lors de l'ouverture du disjoncteur 44. Bien entendu, le dispositif qui vient d'être décrit est complété par un circuit d'alimentation apprcDrié (non représenté) dont la référence de tension à 0 V est raccordée à la masse. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. Lorsque la pince 10 se situe dans sa position de repos, la tension présente en entrée de la borne inverseuse de l'amplificateur opérationnel 52 se situe au niveau haut. Dans cette position, la sortie de l'amplificateur 52 est positionnée au niveau bas, ce qui positionne le transistor 50 dans un état bloqué. Des lors, aucun courant ne circule dans la bobine 48, ce qui ouvre le disjoncteur 44. Ainsi, l'appareillage raccordé à la borne 42 est déconnecté de la source d'alimentation raccordée à la borne d'alimentation 40 correspondante. On notera que, dans cette position, la diode Zener D1 force le signal alimentant la base du transistor 50 à une valeur de tension nulle. Au contraire, lorsque le châssis de l'appareillage électrique est efficacement raccordé à la masse au moyen de la pince 10, la sortie de l'amplificateur opérationnel 52 passe au niveau haut, ce qui positionne l'amplificateur NPN 50 dans un état saturé. Par conséquent, le courant circulant à travers le bobinage 48 provoque la fermeture du disjoncteur 44 et, par conséquent, le raccordement électrique de la borne 42 à la borne 40, ce qui autorise l'alimentation de l'appareillage électrique. On conçoit donc que l'alimentation de l'appareillage raccordé à la borne d'alimentation 42 n'est possible, au moyen de ce dispositif, que si la pince 10 se situe dans sa position active et qu'elle est en prise avec un élément du châssis de l'appareillage électriquement conducteur. La mise sous tension de l'appareillage n'est ainsi autorisée que si son châssis est efficacement raccordé à la masse. Sur la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. Comme pour le mode de réalisation de la figure 3, le dispositif représenté sur cette figure 4, désigné par la référence numérique 54, comporte également un disjoncteur 56 interposé entre des bornes 58 et 60 de raccordement respectivement à une source de tension et à l'appareillage à alimenter. Le disjoncteur 56 est associé à un organe 62 de pilotage de son fonctionnement similaire à l'organe décrit en référence à la figure 3, dont une borne est raccordée à une source de tension continue, l'autre borne étant connectée à la sortie d'un circuit de commande de l'alimentation de la borne et plus particulièrement à la sortie d'une porte NON-ET 64 par l'intermédiaire d'un relais de puissance 66, de type classique. Une première borne d'entrée de la porte 64 est raccordée à une borne d'alimentation en une tension continue de référence, l'autre entrée de la porte 64 étant, d'une part, raccordée à la masse par l'intermédiaire de la pince 10 et d'une diode d'écrêtage D4 et, d'autre part, connectée à une borne d'alimentation en tension continue de référence ayant une valeur égale à celle de la tension présente sur l'autre entrée, par l'intermédiaire d'une résistance R6. Selon ce mode de réalisation, et comme pour le mode de réalisation décrit en référence à la figure 3, le disjoncteur 56 se situe dans un état ouvert tant qu'une partie électriquement conductrice du châssis de l'appareillage électrique n'est pas correctement raccordée à la masse. REVENDICATIONS 1. Pince de raccordement à la masse d'un appareillage électrique, comprenant deux mâchoires (12,14) articulées sur l'autre entre une position de repos et une position active dans laquelle la pince est en prise avec une surface (24) électriquement conductrice du châssis de l'appareillage et constitue avec celle-ci un élément de contact électrique fermé, caractérisée en ce que la pince constitue, en position de repos, un élément de contact électrique ouvert et en ce que les mâchoires (12,14) sont chacune équipées de moyens (34,36) de raccordement électrique, respectivement à la terre et à un dispositif (38;54) de raccordement de l'appareillage à une source de tension d'alimentation adapté pour l'alimentation de ce dernier lorsque la pince est dans la position active et couper l'alimentation lorsque la pince est dans la position de repos. 2. Pince selon la revendication 1, caractérisée en ce que les mâchoires (12,14) sont réalisées en matériau électriquement isolant et sont équipées chacune, au niveau de leur extrémité active, d'une garniture (26;28) en matériau électriquement conducteur sur laquelle est fixé un câble (34,36) de raccordement, respectivement à la terre et au dispositif de raccordement de l'appareillage à la source de tension. 3. Pince selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un élément élastique (30) de rappel sollicitant les mâchoires (12,14) en position de repos, et une butée (32) réglable de limitation du rapprochement des mâchoires (12,14) en position de repos. 4. Dispositif de protection et de raccordement électrique d'un appareillage électrique à une source de tension alternative d'alimentation, notamment une fréquence égale à 400 Hz, le dispositif comprenant une borne (40;58) de raccordement à la source d'alimentation, une borne (42;60) de raccordement à l'appareillage, un disjoncteur (44;56) de protection interposé entre lesdites bornes de raccordement et un organe (46;62) de pilotage du fonctionnement du disjoncteur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de commande de l'alimentation de l'organe de pilotage sous le contrôle d'une pince (10) de raccordement à la masse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, de manière à alimenter et à couper l'alimentation de l'appareillage, respectivement en présence et en l'absence de raccordement à la masse de ce dernier. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de pilotage du dispositif comporte une bobine (48) associée à un noyau plongeur en matériau magnétique couplé mécaniquement au disjoncteur et monté axialement déplaçable dans la bobine (48). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de commande de l'alimentation de l'organe de pilotage (46) comporte un amplificateur opérationnel (52) dont l'entrée non inverseuse est positionnée à un premier potentiel de référence et dont l'entrée inverseuse est, d'une part, positionnée à un deuxième potentiel de référence supérieur au premier potentiel de référence et, d'autre part, raccordée à la masse par l'intermédiaire de la pince (10), et dont la sortie est connectée à un transistor (50) formant interrupteur de commande de l'alimentation de la bobine. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de commande de l'alimentation de l'organe de pilotage (62) comporte au moins une porte logique (64) de commande de l'alimentation de la bobine, assurant une comparaison entre une première entrée positionnée à un premier potentiel de référence et une deuxième entrée positionnée audit premier potentiel et sélectivement connectée à la masse par l'intermédiaire de la pince (10).