Brevet FR2847386A1 — publié le 20040521

Module de câblage pour appareil de distribution électrique ou de contrôle industriel Domaine de l'invention L'invention concerne un module de câblage amovible, destiné à être monté sur un appareil de distribution électrique, tel qu'un disjoncteur électrique, ou un appareil de contrôle industriel, tel qu'un relais ou un contacteur. L'invention trouve des applications dans le domaine de l'électricité et, en particulier, dans le domaine de l'enseignement de l'électricité. Etat de la technique Jusqu'à maintenant, il était courant, dans le domaine de l'électricité, que les élèves des enseignements techniques apprennent à câbler des fils électriques sur des dispositifs fictifs. En particulier, il était fréquent que ces élèves apprennent à câbler des fils électriques sur des embouts à fiche banane prévus pour l'enseignement. Cependant, ces embouts présentent l'inconvénient de ne pas correspondre à des dispositifs réels. En effet, dans les dispositifs électriques réels, et notamment les dispositifs de la distribution électrique ou du contrôle industriel, un système de vis assure la fixation du fil 20 de connexion dans le dispositif électrique et, par conséquent, le contact électrique entre ce fil et les éléments conducteurs du dispositif électrique. Dans les embouts à fiche banane, il n'y a pas de système de vis pour assurer la mise en contact. En conséquence, pour que l'enseignement technique soit le plus proche possible de la réalité, il est demandé que les 25 élèves apprennent à câbler " en direct ", c'est-à-dire sur des dispositifs proches des dispositifs réels. Toutefois, il n'y a actuellement aucun dispositif d'enseignement qui ressemble à un dispositif réel de distribution électrique ou de contrôle industriel. Les élèves apprennent donc à câbler sur des dispositifs réels. Ils 30 apprennent, en particulier, à câbler sur des disjoncteurs, des relais industriels ou des contacteurs réels. Ces dispositifs doivent alors subir une succession de câblages par une succession d'élèves. Autrement dit, le système de vis d'un dispositif réel doit être vissé puis dévissé autant de fois qu'il y a d'élèves. Or, ces dispositifs réels ne sont pas prévus pour supporter un nombre important de vissages et de dévissages successifs. Généralement, le pas de vis et/ou l'empreinte de vis du système de vis sont abîmés au bout de quelques vissages et dévissages. Et, dès lors que le système de vis est abîmé, le dispositif complet est inutilisable. Il faut alors utiliser un nouveau dispositif. Or, chaque dispositif a un cot de l'ordre de 30 à 150 euros, ce qui entraîne un prix de revient élevé pour l'enseignement d'une classe de 20 à élèves. Exposé de l'invention L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs décrits précédemment. A cette fin, elle propose un module de câblage adaptable sur un dispositif réel et ayant approximativement la même forme et les même éléments que la partie de câblage du dispositif réel. Ainsi, le module de câblage ressemble à la partie de câblage d'un dispositif réel et l'élève peut apprendre à câbler comme sur un dispositif réel. De façon plus précise, l'invention concerne un module de câblage pour appareil de distribution électrique ou de contrôle industriel, caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément conducteur emboitable dans l'appareil de distribution électrique ou de contrôle industriel, - un boîtier de protection électrique entourant au moins en partie l'élément conducteur, et - un système de vis pour mettre en contact un fil de connexion avec l'élément conducteur. Ce module de câblage de l'invention comporte ainsi les même éléments que ceux de la partie de câblage d'un dispositif réel, chaque 25 élément ayant une fonction identique à celle des éléments de la partie de câblage. Le module de l'invention peut avoir une forme adaptée à un appareil de distribution électrique, comme un disjoncteur, ou bien adaptée à un appareil de contrôle industriel, comme un relais thermique ou un contacteur. Brève description des figures La figure 1 représente une vue générale d'un module de câblage selon l'invention, adaptable sur un disjoncteur. La figure 2 représente une vue générale d'un module de câblage selon l'invention, adaptable sur un contacteur. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Le module de câblage selon l'invention a pour but de ressembler à la partie de câblage d'un dispositif réel de façon à ce qu'un élève qui apprend à câbler sur un tel module soit capable, par la suite, de reproduire, sur un dispositif réel, les gestes appris sur le module. Pour cela le module de l'invention comporte un élément électriquement conducteur destiné à être monté sur le dispositif réel et, plus précisément, emboîté dans la partie de câblage du dispositif réel. Cet élément conducteur a pour rôle, non seulement de maintenir le module dans 10 le dispositif réel, mais aussi d'établir un contact électrique entre le module et le dispositif réel. Le module de câblage de l'invention comporte en outre un boîtier de protection qui entoure en partie l'élément conducteur. Ce boîtier est réalisé dans un matériau électriquement isolant. Il est placé autour de la zone de l'élément conducteur qui n'est pas emboîtée dans le dispositif réel. Ce boîtier a pour rôle de protéger l'élève et l'instructeur de tout contact avec l'élément conducteur. Ce module de câblage comporte également un système de vis, identique au système de vis du dispositif réel. Ce système de vis permet de fixer le fil électrique à câbler dans le module et d'assurer le contact électrique entre le fil et le module. Ce module peut être monté sur plusieurs types de dispositifs réels différents, comme un appareil de distribution électrique destiné aux habitations ou aux petits locaux commerciaux ou un appareil de contrôle industriel destiné aux locaux industriels. Sur la figure 1, on a représenté une vue générale d'un module de câblage destiné à être monté sur un appareil de distribution électrique. En particulier, ce module de la figure 1 est prévu pour être monté sur un disjoncteur électrique, par exemple. Ce module de câblage comporte un élément conducteur 1 qui comporte luimême une tige conductrice 2 destinée à être introduite dans un orifice de la partie de câblage du disjoncteur. Habituellement, cet orifice reçoit le fil électrique à câbler dans le disjoncteur. Avec l'invention, cet orifice reçoit la tige conductrice 2 du module. Cette tige 2 est fixée dans le disjoncteur par le système de vis du disjoncteur qui, habituellement, sert à fixer le fil électrique. Cette tige 2 assure ainsi le maintien du module dans le disjoncteur. Elle assure, de plus, un contact électrique entre le disjoncteur et le module de câblage. Cette tige 2 peut être cylindrique. Elle peut aussi être de forme prismatique, c'est-à-dire qu'elle comporte des facettes, comme montré sur la figure 1. Cette forme prismatique assure une mise en place aisée et centrée du module dans le disjoncteur. Autrement dit, dans le cas o la tige 2 du module a une forme prismatique, le module ne peut subir aucune rotation après avoir été introduit dans le disjoncteur. L'élément conducteur 1 comporte en outre un support conducteur 3, recevant le fil à câbler. Ce support 3 est de forme polyédrique, par exemple cubique. Il comporte un premier orifice 4 dans lequel est introduit le fil à câbler et, plus précisément, la zone dénudée du fil à câbler. Ce premier orifice 4 est représenté de forme ovale, sur la figure 1. Il peut bien sr être de forme différente. Le support 3 et la tige 2 sont solidaires l'un de l'autre. De préférence, ils sont réalisés ensemble par un moulage ou un usinage unique, formant ainsi une seule et même pièce. Le support 3 et la tige 2 sont réalisés dans un matériau électriquement conducteur tel que du métal ou du cuivre. Le support 3 comporte de plus un second orifice 5 traversé par le système de vis 6. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le système de vis 6 est une simple vis 6' munie d'une tête de vis 7. Cette vis 6' est, de préférence, identique à la vis du disjoncteur utilisée pour fixer la tige 2. De cette façon, l'élève entraîné à visser la vis 6' du module de câblage saura, en situation réelle, visser la vis du disjoncteur. Le module de câblage de la figure 1 comporte un boîtier 8 qui entoure en partie l'élément conducteur 1. Ce boîtier est réalisé dans un matériau électriquement isolant, de façon à protéger l'élève et l'instructeur du courant électrique pouvant circuler dans l'élément conducteur 1. Ce matériau peut être du plastique, par exemple du Delrin . Le boîtier 8 comporte un premier orifice 9 de forme sensiblement identique à la forme de l'orifice 4 de l'élément conducteur 1. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le boîtier de protection 8 35 entoure le support 3 ainsi que le système de vis 6'. Le boîtier est alors muni d'un second orifice 10 de forme oblongue, dans lequel se déplace la vis 6'. De préférence, l'orifice 10 est de longueur égale ou supérieure à la vis 6', de façon à assurer une protection électrique de la vis qui est aussi conductrice d'électricité. La plupart des disjoncteurs ont une partie de câblage standard. Le module de câblage qui vient d'être décrit peut donc être monté sur la plupart des disjoncteurs du commerce. Toutefois, si un disjoncteur n'est pas standard, il est tout à fait possible de modifier la forme et la taille des éléments formant le module, et notamment de l'élément conducteur, pour adapter le module à ce disjoncteur. Il en est de même pour tous les dispositifs de distribution électrique et de contrôle industriel. En pratique, le module de câblage est fixé par l'instructeur dans le disjoncteur. L'instructeur insère donc la tige 2 du module de l'invention dans l'orifice de câblage du disjoncteur et visse la vis de câblage du disjoncteur de 15 façon à établir un contact électrique entre la tige 2 et le disjoncteur. Lorsque le module est mis en place dans le disjoncteur, l'élève peut faire ses essais de câblage dans le module de câblage. Il insère alors la partie dénudée du fil à câbler dans l'orifice 4 de l'élément conducteur 1 puis visse la vis 6' afin de bloquer le fil dans l'orifice 4, contre la tige 2 conductrice. Lorsqu'il visse la vis 20 6', l'élève peut tenir le module puisque celuici est électriquement protégé. Lorsque l'essai de câblage de l'élève est terminé, l'instructeur peut dévisser la vis 6' et retirer le fil électrique afin de permettre à un autre élève de câbler à son tour le fil dans le module de câblage. De préférence, les éléments formant ce module sont réalisés dans des 25 matériaux choisis parmi les plus résistants ou bien ils sont réalisés avec des épaisseurs supérieures à celles des éléments correspondants dans le disjoncteur. En particulier, la vis 6' est réalisée dans un matériau résistant à l'usure. De même, la tige 2 est réalisée avec une section relativement grande. De cette façon, le module de câblage est suffisamment solide pour résister à un grand nombre de câblages. Ce module a de plus l'avantage d'être amovible. Il peut ainsi être remplacé sans qu'il y ait besoin de remplacer tout le dispositif réel. De cette façon, même s'il est réalisé dans des matériaux et des dimensions identiques à ceux du disjoncteur et qu'il ne présente pas une 35 solidité supérieure à celle du dispositif réel, le module de câblage a l'avantage d'être très peu cher, par rapport à un disjoncteur. Ainsi, lorsqu'il est détérioré, le module peut être remplacé, très simplement, pour un cot modique. L'utilisation de tels modules permet donc de diminuer considérablement le nombre de disjoncteurs nécessaires à l'enseignement des élèves. Cet avantage est encore accentué lorsqu'il s'agit de modules de câblage pour des appareils de contrôle industriel dont le prix est encore plus élevé que celui des disjoncteurs. Un tel module de câblage pour appareil de contrôle industriel est représenté sur la figure 2. Dans l'exemple de module représenté sur la figure 2, le module de câblage est destiné à être monté sur un contacteur. Comme dans le cas précédent, ce module de câblage doit ressembler le plus possible à la partie de câblage d'un contacteur réel. Pour cela, le module de câblage comporte un système de vis 6 monté sur un élément conducteur 1. Dans ce mode de réalisation, l'élément conducteur 1 a la forme d'une plaque rectangulaire suffisamment épaisse pour être rigide. A une de ses extrémités, cet élément conducteur a une forme sensiblement de U ou de fer à cheval 11. Cette forme en U 11 permet au module de s'emboîter autour du système de vis du contacteur qui a, 20 habituellement, pour rôle de bloquer le fil électrique à câbler contre une surface conductrice du contacteur. Dans l'invention, le système de vis du contacteur a pour rôle de maintenir fixement l'élément conducteur 1 du module sur le contacteur. La section du U de l'élément conducteur est adaptée pour venir s'encastrer juste autour de la tige filetée du système de vis du contacteur. Le système de vis 6 du module de la figure 2 est une vis à étrier. Il comporte une tige filetée 14 surmontée d'un étrier 13, lui-même surmonté d'une tête de vis 12. La tête de vis 12 est bien sr solidaire de la tige filetée 14 et forme la vis du système 6; par contre l'étrier 13 est indépendant de la 30 tige filetée. Il constitue une sorte d'écrou dont la forme incurvée permet de bloquer le fil à câbler contre l'élément conducteur 1. Comme dans le mode de réalisation de la figure 1, la tête de vis comporte une empreinte de vis qui peut être plate, cruciforme ou mixte, c'estàdire adaptée à la fois aux tournevis plats et aux tournevis cruciformes. Sur les figures 1 et 2, l'empreinte représentée est une empreinte cruciforme. Le module de la figure 2 comporte un boîtier 8 de protection contre les courants électriques. Ce boîtier 8 entoure en partie l'élément conducteur 1. Plus précisément, il entoure la partie de l'élément conducteur qui n'est pas en U, c'est-à-dire la partie qui n'est pas emboîtée dans le contacteur. Ce boîtier 8 entoure également le système de vis 6 afin de protéger l'élève et l'instructeur des courants électriques pouvant circuler dans le système de vis 6. Pour cela, le boîtier 8 comporte un premier orifice 15 dont la dimension est adaptée à la section du système de vis. Le système de vis 6 peut ainsi évoluer dans cet orifice 15. 1.0 Le boîtier 8 comporte un second orifice 16, situé à l'avant du module, c'est-à-dire à proximité de l'extrémité de l'élément conducteur qui n'est pas en U. Ce second orifice 16 permet d'introduire le fil à câbler, à l'intérieur du boîtier 8, entre l'élément conducteur 1 et l'étrier 13 du système de vis 6. Comme dans le mode de réalisation décrit précédemment, le boîtier 8 15 est en matériau isolant électrique, par exemple en plastique et plus particulièrement en Delrin . L'élément conducteur 1 ainsi que le système de vis 6 sont réalisés dans un matériau électriquement conducteur, comme le métal ou le cuivre. Dans une variante de ce mode de réalisation, l'élément conducteur 1 20 comporte une empreinte, par exemple conique, située en regard du système de vis 6. Cette empreinte est destinée à déformer le fil électrique lors du câblage, c'est-à-dire à donner au fil une forme en zig zag, de façon à empêcher tout risque d'échappement du fil hors du système de vis 6. Le fil électrique ainsi déformé reste positionné entre le système de vis 6 et l'élément conducteur 1. Comme expliqué précédemment, on choisit, pour réaliser les différents éléments du module de câblage, des matériaux résistants adaptés à un usage répété des modules et, en particulier, des systèmes de vis. En pratique, le module de câblage est fixé par l'instructeur sur le contacteur en glissant la partie en U 11 du module autour de la tige filetée du système de vis du contacteur puis en vissant le système de vis du contacteur pour bloquer l'élément conducteur dans l'étrier du contacteur. Lorsque le module de câblage est mis en place, l'élève peut faire ses essais de câblage. Pour cela il introduit la partie dénudée du fil à câbler dans l'orifice 16 du boîtier 8 puis agit sur la tête de vis 12 du système de vis 6 pour bloquer le fil entre l'étrier 13 et l'élément conducteur 1. Lorsque l'essai est terminé, l'instructeur peut dévisser le système de vis 6 afin de libérer le fil électrique. Un autre élève peut alors faire ses essais de câblage. Dans tous les modes de réalisation de l'invention, le module de câblage a des dimensions adaptées au dispositif réel sur lequel il s'adapte. Autrement dit, les dimensions des éléments du module sont sensiblement identiques à celles des éléments correspondants de la partie de câblage du dispositif réel sur lequel il doit être monté. Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, les modules ressemblent à la partie de câblage du dispositif sur lequel ils sont montés. Autrement dit, chaque module comporte les même éléments que la partie de câblage du dispositif sur lequel il est monté, ce qui implique que l'élève aura les même gestes à faire sur le module que sur le dispositif réel. De cette façon, un élève qui apprend à câbler sur un module de l'invention sait câbler sur un dispositif réel. Les modules qui viennent d'être décrits sont uniquement des exemples de modules de câblage. Il est bien entendu que le module de câblage de l'invention peut être adapté à d'autres dispositifs que les disjoncteurs et les contacteurs. D'une façon générale, ils peuvent être adaptés à de nombreux types d'appareils de distribution électrique et de contrôle industriel. REVENDICATIONS 1 - Module de câblage pour appareil de distribution électrique ou de contrôle industriel, caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément conducteur (1), emboîtable dans l'appareil de distribution électrique ou de contrôle industriel, - un boîtier de protection électrique (8) entourant au moins en partie l'élément conducteur, et - un système de vis (6) pour mettre en contact un fil de connexion avec l'élément conducteur. 2 - Module de câblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément conducteur comporte une tige (2). 3 - Module de câblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément conducteur est une plaque. 4 - Module de câblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément conducteur comporte une extrémité en forme de U (11). - Module de câblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est muni d'un orifice (4,16) dans lequel est introduit le fil de connexion. 6 - Module de câblage selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que le boîtier de protection comporte un orifice (10, 15) dans lequel est situé le système de vis. 7 - Module de câblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le boîtier de protection est en matériau électriquement isolant. 8 - Module de câblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système de vis est une vis à étrier. 9 - Module de câblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est amovible.