Brevet FR2825192A1 — publié le 20021129

L'invention concerne un dispositif de connexion électrique et un coffret comprenant un tel dispositif. L'invention se rapporte plus particulièrement, mais non exclusivement, au cas de coffrets recevant trois câbles comprenant chacun quatre conducteurs (un neutre et trois phases). On connaît déjà de tels coffrets, dans lesquels les dispositifs de connexion électrique et les câbles sont mis en place de façon symétrique et régulière. Un dispositif de connexion et un coffret de l'art antérieur sont représentés respectivement sur les figures 1 et 2 à 4. La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de connexion 100 de l'art antérieur, comprenant une borne 101 en forme de U, munie d'une pièce de serrage 102 et d'au moins une vis de serrage 103. La borne 101 est réalisée en un matériau assurant la résistance mécanique, mais ne jouant pas de rôle du point de vue électrique. Une pièce de liaison 104, par exemple en cuivre, comprend une première partie extrême 105 en forme de gouttière, destinée à être insérée au fond de la borne 101 en U, et une deuxième partie extrême 106, disposée perpendiculairement à l'axe de la gouttière 105, et portant une mâchoire 107 comprenant deux parties sensiblement parallèles entre elles et à l'axe de la gouttière 105, les dites parties étant disposées de part et d'autre de cet axe. La mâchoire 107 est apte à recevoir une partie d'un élément électriquement conducteur, tel qu'un fusible, tandis que la gouttière 105, insérée au fond de la borne 101, est apte à recevoir un conducteur 108. La pièce de liaison 104 réalise donc la connexion électrique entre un conducteur placé dans la borne 101 en U, et maintenu serré au fond du dit U, et un fusible placé dans la mâchoire 107. Dans le dispositif de connexion 100 qui vient d'être décrit, le plan médian P de la mâchoire 107, sensiblement parallèle aux deux parties de la mâchoire 107, contient l'axe du conducteur. On décrit à présent la configuration classique d'un coffret de l'art antérieur en référence aux figures 2 à 4 : - la figure 2 est une vue de dessus d'un coffret de l'art antérieur, la partie supérieure de l'enveloppe ayant été ôtée ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne t ! i- ! H de la figure 2 ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2. Le coffret 109 comprend une enveloppe 110 sensiblement parallélépipédique. En référence à la figure 2, on définit une direction 01 sensiblement parallèle au petit côté de l'enveloppe 110, une direction D2 sensiblement parallèle au grand côté de l'enveloppe 110, et une direction D3 telle que (dol, D2, D3) forme un repère orthogonal direct. Les termes largeur , latéral , transversal seront employés en référence à la direction 01. Le terme longueur sera employé en référence à la direction D2. Enfin, les termes épaisseur , avant , arrière , inférieur , supérieur seront employés en référence à la direction D3. Trois câbles, respectivement premier câble 111, deuxième câble 112 et troisième câble 113, pénètrent à l'intérieur de l'enveloppe 110 par une paroi 114 perpendiculaire à D2, dite paroi d'arrivée des câbles. Les câbles 111,112, 113 comprennent chacun quatre conducteurs (un neutre et trois phases), qui s'étendent à l'intérieur de l'enveloppe 110 sensiblement parallèlement à la direction D2. Le coffret 109 comprend un appareillage électrique contenu dans l'enveloppe 110, le dit appareillage comportant : une première série 101 a de quatre bornes 101 telles que précédemment décrites, et munies de mâchoires 107, disposées les unes à côté des autres selon la direction 01, et aptes à recevoir chacune un conducteur du premier câble 111. Cette première série 101 a de quatre bornes 101 est située vers la paroi d'arrivée des câbles 104, vers la paroi avant 115 de l'enveloppe 110 ; une deuxième série 101b de quatre bornes 101 telles que précédemment décrites, et munies de mâchoires 107, disposées les unes à côté des autres selon la direction 01, et aptes à recevoir chacune un conducteur du deuxième câble 112. Cette deuxième série 101b de quatre bornes 101 est située vers la paroi 116 opposée à la paroi d'arrivée des câbles 104, vers la paroi arrière 117 de l'enveloppe 110 ; une troisième série 101 c de quatre bornes 101 telles que précédemment décrites, disposées les unes à côté des autres selon la direction 01, et aptes à recevoir chacune un conducteur du troisième câble 113. Cette troisième série 101 c de quatre bornes 101 est située-selon la direction 02 - entre la première série 101a et la deuxième série 101b de bornes 101, et à une épaisseur intermédiaire de l'enveloppe 110, comme représenté sur la figure 3. Les bornes 101 de cette troisième série comportent chacune deux mâchoires 107 et 107', dont les plans médians sont sensiblement confondus. L'appareillage électrique comporte en outre : - des premiers fusibles 118 connectant chacun la mâchoire 107 d'une borne 101 de la deuxième série 101 b à la mâchoire 107'd'une borne 101 de la troisième série 101 c ; - des deuxièmes fusibles 119 connectant chacun la mâchoire 107 d'une borne 101 de la troisième série 101c à la mâchoire 107 d'une borne 101 de la première série 101 a ; - des traverses isolantes 120 soutenant les bornes 101 (voir figure 4). Comme représenté sur les figures 2 à 4, les différents éléments de l'appareillage électrique sont alignés suivant les directions 01 et D2, et, de ce fait, superposés les uns aux autres dans l'épaisseur de l'enveloppe 110. En particulier les conducteurs des différents câbles 111, 112, 113 et les traverses 120 sont superposés. Ainsi, la zone située au voisinage de la troisième série 101c de bornes 101 est critique, et dimensionne l'épaisseur de l'enveloppe 110. L'épaisseur de cette zone est en effet définie par le diamètre d'un conducteur du deuxième câble 112, l'épaisseur de la traverse isolante 120, l'épaisseur hors tout de la borne 101, et l'épaisseur d'un deuxième fusible 119. La configuration classique d'un coffret de l'art antérieur nécessite l'utilisation d'enveloppes de dimensions spéciales, qui sont beaucoup plus coûteuses que les enveloppes de série courante. De plus, l'utilisation de coffrets d'épaisseur plus importante pose des problèmes lors de la mise en place des dits coffrets, notamment dans des murs. L'invention a pour but de résoudre ces problèmes, en proposant un dispositif de connexion et un coffret permettant de disposer les différents éléments de l'appareillage électrique de façon plus judicieuse, afin de réduire l'encombrement du dit appareillage et donc l'épaisseur de l'enveloppe renfermant cet appareillage. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif de connexion électrique comprenant : - un étrier électriquement conducteur destiné à recevoir au moins un conducteur ; - des moyens de serrage du dit conducteur dans l'étrier, les dits moyens de serrage comportant une pièce de serrage et au moins une vis de serrage traversant une partie de la dite pièce de serrage ; - une mâchoire comprenant deux parties sensiblement parallèles et destinée à recevoir une partie d'un élément électriquement conducteur tel qu'un fusible ; - une pièce de liaison apte à connecter électriquement l'étrier et la mâchoire ; le dit dispositif de connexion étant tel que l'étrier comporte une aile saillant latéralement vers l'extérieur du dit étrier, la dite aile étant apte à coopérer avec la pièce de liaison de sorte que la mâchoire soit sensiblement parallèle à l'axe du conducteur mais décalée latéralement par rapport au dit axe. De cette façon, les différents éléments de l'appareillage électrique contenu dans l'enveloppe du coffret pourront être décalés les uns par rapport aux autres. Notamment, ce dispositif permet la disposition en quinconce des conducteurs (dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction D2), et ainsi une réduction de l'épaisseur totale de l'appareillage, autorisant l'utilisation d'une enveloppe standard. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un coffret comportant une enveloppe sensiblement parallélépipédique recevant par l'une de ses parois trois câbles comportant chacun quatre conducteurs, les dits conducteurs s'étendant, à l'intérieur de l'enveloppe, sensiblement selon la longueur de l'enveloppe, l'enveloppe renfermant un appareillage électrique comprenant : - une première série de quatre bornes aptes à recevoir chacune un conducteur d'un premier câble, les dites bornes étant placées selon une largeur de l'enveloppe, vers la paroi d'arrivée des câbles, vers la paroi avant de l'enveloppe, et étant chacune associée à une première mâchoire située dans l'axe du conducteur lorsqu'il est placé dans la borne ; - une deuxième série de quatre bornes aptes à recevoir chacune un conducteur d'un deuxième câble, les dites bornes étant placées selon une largeur de l'enveloppe, vers la paroi opposée à la paroi d'arrivée des câbles, vers la paroi arrière de l'enveloppe, et étant chacune associée à une deuxième mâchoire située dans l'axe du conducteur lorsqu'il est placé dans la borne, les premières et deuxièmes mâchoires étant sensiblement alignées deux à deux dans la longueur de l'enveloppe. Selon l'invention, l'appareillage électrique comprend en outre une série de quatre dispositifs de connexion électrique conformes à l'invention, les dits dispositifs étant aptes à recevoir chacun un conducteur d'un troisième câble, et étant placés selon une largeur de l'enveloppe, entre les première et deuxième séries de bornes-dans la longueur de l'enveloppe-à une épaisseur intermédiaire de l'enveloppe, les dits dispositifs étant disposés de façon que les mâchoires des première et deuxième séries de bornes et les mâchoires des dispositifs de connexion-dites troisièmes mâchoires-soient alignées trois à trois dans la longueur de l'enveloppe, de sorte que les étriers des dispositifs de connexion sont décalés latéralement par rapport aux bornes. Chacun des dispositifs de connexion comprend une mâchoire supplémentairedite quatrième mâchoire-comprenant deux parties sensiblement parallèles entre elles, les plans médians de la troisième et de la quatrième mâchoires parallèles aux dites parties étant sensiblement confondus. L'appareillage électrique comprend une première série d'éléments électriquement conducteurs tel que des fusibles connectant chacun une deuxième mâchoire à une troisième mâchoire, et une deuxième série d'éléments électriquement conducteurs tel que des fusibles connectant chacun une quatrième mâchoire à une première mâchoire. Selon d'autres caractéristiques, le coffret comporte des traverses isolantes destinées à soutenir et isoler l'appareillage électrique, les dites traverses étant fixées à l'enveloppe par des vis. Selon une réalisation, la traverse soutenant les dispositifs de connexion présente, en coupe transversale, une forme ondulée, de sorte à ménager des zones de passage pour les conducteurs du deuxième câble vers la deuxième série de bornes, d'une part entre la paroi arrière de l'enveloppe et la face inférieure de la dite traverse, et d'autre part entre deux étriers des dispositifs de connexion adjacents. De préférence, la distance entre la face intérieure de la paroi arrière de l'enveloppe et la face inférieure de l'étrier du dispositif de connexion est inférieure au diamètre d'un conducteur. Ainsi, tout en permettant le passage des conducteurs, le coffret selon l'invention permet de réaliser un gain substantiel d'épaisseur. Par ailleurs, la nouvelle configuration du dispositif de connexion électrique par rapport aux bornes de l'art antérieur n'entraîne pas de complication importante de la fabrication, ni un surcoût important. Les autres caractéristiques de l'invention résultent de la description qui suit d'un mode de réalisation, description effectuée en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif de connexion électrique selon l'invention ; - la figure 6 est une vue de dessus d'un coffret selon l'invention, la partie supérieure de l'enveloppe ayant été ôtée ; - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6 ; - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 6. On se réfère tout d'abord à la figure 5 qui représente un dispositif de connexion 1 comprenant un étrier 2, en forme générale de U, muni d'une pièce de serrage 3 et d'au moins une vis de serrage 4, par exemple deux vis de serrage 4. L'étrier 2 est réalisé en un matériau assurant à la fois la résistance mécanique et la conduction électrique, par exemple en aluminium. L'étrier 2 est destiné à recevoir, au fond du U, un conducteur 5. L'étrier 2 comporte par ailleurs une aile 6, par exemple parallélépipédique, saillant latéralement d'une branche du U, à l'extérieur du dit U. L'aile 6 comporte un trou 7 permettant la fixation d'une pièce de liaison 8 portant une mâchoire 9. La mâchoire 9 comporte deux parties sensiblement planes et parallèles entre elles, et est destinée à recevoir une partie d'un élément conducteur, tel qu'un couteau de cartouche fusible. On définit le plan médian P de la mâchoire 9 comme étant le plan parallèle aux deux parties de la dite mâchoire 9 et situé à égale distance de ces deux parties. Lorsque la mâchoire 9 est fixée à l'étrier 2, via l'aile 6, et que le conducteur 5 est inséré dans le dit étrier 2, le plan médian P de la mâchoire 9 est sensiblement parallèle aux branches du U, mais écarté latéralement de l'axe du conducteur 5. On décrit maintenant en référence aux figures 6 à 8 un coffret 10 comprenant un tel dispositif de connexion 1. Comme précédemment, le coffret 10 comprend une enveloppe 11 sensiblement parallélépipédique, présentant une paroi avant 12, une paroi arrière 13, une paroi d'arrivée des câbles 14. On définit des directions 01, D2, D3 de façon similaire à ce qui précède. Trois câbles, respectivement premier câble 15, deuxième câble 16 et troisième câble 17, pénètrent à l'intérieur de l'enveloppe 11 par la paroi d'arrivée des câbles 14. Les câbles 15,16, 17 comprennent chacun quatre conducteurs (un neutre et trois phases), qui s'étendent à l'intérieur de l'enveloppe 11 sensiblement parallèlement à la direction D2. L'appareillage électrique contenu dans l'enveloppe 11 comprend : - une première série 18a de quatre bornes classiques 19 comprenant des mâchoires 9, par exemple identiques à la borne de la figure 1, disposées les unes à côté des autres selon la direction 01, de telle sorte que les plans médians des mâchoires 9 soient sensiblement parallèles à la direction D2. Cette première série 18a de bornes 19 est placée vers la paroi d'arrivée des câbles 14, et vers la paroi avant 12 de l'enveloppe 11. Chacune des bornes 19 de la première série 18a est associée à un conducteur du premier câble 15 ; - une deuxième série 18b de quatre bornes classiques 19 comprenant des mâchoires 9, par exemple identiques à la borne de la figure 1, disposées les unes à côté des autres selon la direction 01, de telle sorte que les plans médians des mâchoires 9 soient sensiblement parallèles à la direction D2. Cette première série 18a de bornes 19 est placée vers la paroi 20 opposée à la paroi d'arrivée des câbles 14, et vers la paroi arrière 13 de l'enveloppe 11. Chacune des bornes 19 de la deuxième série 18b est associée à un conducteur du deuxième câble 16. Les mâchoires 9 des bornes 19 de la première et de la deuxième séries 18a, 18b sont alignées deux à deux selon la direction D2. Par exemple, en référence à la figure 6, en partant de la gauche de la figure et en allant vers la droite, les bornes de la première et de la deuxième séries 18a, 18b sont alignées et connectées respectivement au conducteur correspondant au neutre du premier et du deuxième câbles 15,16, les bornes suivantes étant également alignées deux à deux, et connectées respectivement au conducteur correspondant à la première phase neutre du premier et du deuxième câbles 15, 16, et ainsi de suite. L'appareillage électrique du coffret 10 comprend en outre une série 21 de quatre dispositifs de connexion 1 tels que celui de la figure 5, disposés les unes à côté des autres selon la direction 01, et aptes à recevoir chacun un conducteur du troisième câble 17. Cette série 21 de dispositifs de connexion 1 est situéeselon la direction 02 - entre la première série 18a et la deuxième série 18b, et à une épaisseur intermédiaire de l'enveloppe 11. Chacun des dispositifs de connexion comprend, outre la mâchoire 9, une mâchoire supplémentaire 9', les plans médians des deux mâchoires 9,9'étant sensiblement confondus. Les bornes 19 et dispositifs de connexion 1 sont placés de sorte que les plans médians des mâchoires 9,9'correspondant à un même type de conducteur (neutre et chacune des trois phases), pour chacun des trois câbles 15,16, 17 soient sensiblement alignés selon la direction D2. Ainsi, des connexions entre les trois câbles 15,16, 17 peuvent être réalisées via des fusibles, la structure des dits fusibles nécessitant l'alignement des mâchoires 9,9'. L'appareillage électrique comprend ainsi : - des premiers fusibles 22 connectant chacun la mâchoire 9 d'une borne 19 de la deuxième série 18b à la mâchoire 9'd'un dispositif de connexion 1 ; - des deuxièmes fusibles 23 connectant chacun la mâchoire 9 d'un dispositif de connexion 1 à la mâchoire 9 d'une borne 19 de la première série 18a. Du fait de l'utilisation de dispositifs de connexion 1 en partie centrale du coffret 10, les étriers 2 sont décalés latéralement par rapport aux plans médians P des mâchoires 9,9', et aux bornes 19. L'invention prévoit également des traverses isolantes 24, soutenant les bornes 19 et dispositifs de connexion 1, présentant une forme particulière comme illustré sur la figure 8. Les traverses isolantes présentent ainsi, en coupe transversale, une forme ondulée. Cette configuration particulière, associée au décalage latéral des dispositifs de connexion 1 par rapport aux bornes 19, permet de définir des zones de passage 25 pour les conducteurs. Les conducteurs sont ainsi disposés en quinconce, ce qui permet de réduire la distance existant entre la face intérieure 26 de la paroi arrière 13 de l'enveloppe 11 et la face inférieure 27 de l'étrier 2 du dispositif de connexion 1, cette distance pouvant notamment être inférieure au diamètre d'un conducteur, contrairement à ce qu'autorisait la configuration de l'art antérieur. L'invention permet ainsi de réduire l'épaisseur de l'appareillage électrique, celuici pouvant par conséquent être contenu dans une enveloppe 11 standard, ce qui facilite sa mise en place et réduit les coûts de fabrication. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion électrique comprenant : - un étrier (2) électriquement conducteur destiné à recevoir au moins un conducteur (5) ; - des moyens de serrage du dit conducteur dans l'étrier (2), les dits moyens de serrage comportant une pièce de serrage (3) et au moins une vis de serrage (4) traversant une partie de la dite pièce de serrage (3) ; - une mâchoire (9,9') comprenant deux parties sensiblement parallèles et destinée à recevoir une partie d'un élément électriquement conducteur tel qu'un fusible (22,23) ; - une pièce de liaison (8) apte à connecter électriquement l'étrier (2) et la mâchoire (9,9') ; caractérisé en ce que l'étrier (2) comporte une aile (6) saillant latéralement vers l'extérieur du dit étrier (2), la dite aile (6) étant apte à coopérer avec la pièce de liaison (8) de sorte que la mâchoire (9,9') soit sensiblement parallèle à l'axe du conducteur (5) mais décalée latéralement par rapport au dit axe. 2. Coffret comportant une enveloppe (11) sensiblement parallélépipédique recevant par l'une de ses parois (14) trois câbles (15,16, 17) comportant chacun quatre conducteurs, les dits conducteurs s'étendant, à l'intérieur de l'enveloppe (11), sensiblement selon la longueur de l'enveloppe (11), la dite enveloppe (11) renfermant un appareillage électrique comprenant : - une première série (18a) de quatre bornes (19) aptes à recevoir chacune un conducteur d'un premier câble (15), les dites bornes (19) étant placées selon une largeur de l'enveloppe (11), vers la paroi d'arrivée (14) des câbles, vers la paroi avant (12) de l'enveloppe (11), et étant chacune associée à une première mâchoire (9) située dans l'axe du conducteur lorsqu'il est placé dans la borne (19) ; - une deuxième série (18b) de quatre bornes (19) aptes à recevoir chacune un conducteur d'un deuxième câble (16), les dites bornes (19) étant placées selon une largeur de l'enveloppe (11), vers la paroi (20) opposée à la paroi (14) d'arrivée des câbles, vers la paroi arrière (13) de l'enveloppe (11), et étant chacune associée à une deuxième mâchoire (9) située dans l'axe du conducteur lorsqu'il est placé dans la borne (19), les premières et deuxièmes mâchoires (9) étant sensiblement alignées deux à deux dans la longueur de l'enveloppe (11) ; caractérisé en ce que l'appareillage électrique comporte en outre une série (21) de quatre dispositifs de connexion électrique (1) conformes à la revendication 1, les dits dispositifs (1) étant aptes à recevoir chacun un conducteur d'un troisième câble (17), et étant placés selon une largeur de l'enveloppe (11), entre les première (18a) et deuxième (18b) séries de bornes (19) - dans la longueur de l'enveloppe (11)-à une épaisseur intermédiaire de l'enveloppe (11), les dits dispositifs (1) étant disposés de façon que les mâchoires (9) des première (18a) et deuxième (18b) séries de bornes (19) et les mâchoires (9,9') des dispositifs de connexion (1)-dites troisièmes mâchoires-soient alignées trois à trois dans la longueur de l'enveloppe (11), de sorte que les étriers (2) des dispositifs de connexion (1) sont décalés latéralement par rapport aux bornes (19). 3. Coffret selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des dispositifs de connexion (1) comprend une mâchoire supplémentaire (9')- dite quatrième mâchoire-comprenant deux parties sensiblement parallèles entre elles, les plans médians (P) de la troisième et de la quatrième mâchoires (9,9') parallèles aux dites parties étant sensiblement confondus. 4. Coffret selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'appareillage électrique comprend une première série d'éléments électriquement conducteurs tel que des fusibles (22) connectant chacun une deuxième mâchoire (9) à une troisième mâchoire (9), et une deuxième série d'éléments électriquement conducteurs tel que des fusibles (23) connectant chacun une quatrième mâchoire (9') à une première mâchoire (9). 5. Coffret selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des traverses isolantes (24) destinées à soutenir et isoler l'appareillage électrique, les dites traverses (24) étant fixées à l'enveloppe (11) par des vis. 6. Coffret selon la revendication 5, caractérisé en ce que la traverse (24) soutenant les dispositifs de connexion (1) présente, en coupe transversale, une forme ondulée, de sorte à ménager des zones de passage (25) pour les conducteurs du deuxième câble (16) vers la deuxième série (18b) de bornes (19), d'une part entre la paroi arrière (13) de l'enveloppe (11) et la face inférieure de la dite traverse (24), et d'autre part entre deux étriers (2) des dispositifs de connexion (1) adjacents. 7. Coffret selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la distance entre la face intérieure (26) de la paroi arrière (13) de l'enveloppe (11) et la face inférieure (27) de l'étrier (2) du dispositif de connexion (1) est inférieure au diamètre d'un conducteur.