Brevet FR2891659A1 — publié le 20070406

Appareil électrique à boîtier divisé en deux sous-ensembles dont l'un est monté flottant sur l'autre. La présente invention a trait à un appareil électrique par exemple modulaire du type bloc différentiel comportant des moyens de mesure d'un défaut sur la ligne qu'il équipe. De tels appareils comportent classiquement une serrure amplifiant mécaniquement l'énergie de ces moyens de mesure en vue de couper la ligne par séparation d'au moins un contact mobile d'un ou plusieurs contacts fixes d'un second appareil qui leur sont accolés. Pour permettre un couplage correct des moyens mécaniques assurant cette fonction, la paroi latérale du boîtier destinée à être collée à celle du boîtier du second appareil comporte des pions / logements de solidarisation / centrage prévus pour coopérer avec des logements / pions de la paroi accolée. La serrure comporte quant à elle un doigt permettant d'actionner via des orifices en regard dans les deux parois accolées une serrure du second appareil en vue de séparer les contacts de ce dernier. L'interaction mécanique entre les serrures des deux appareils associés nécessite un positionnement précis de l'un par rapport à l'autre. Or, outre leur association propre, ces appareils, notamment lorsqu'ils sont modulaires, sont fixés à des rails équipant par exemple des armoires électriques. Les différentes manipulations qui visent à les associer mécaniquement, à les accrocher à de tels rails, voire à manipuler des produits adjacents peuvent conduire à la création de contraintes mécaniques au niveau de leur liaison, c'est-à-dire sur les pions / logements de solidarisation / centrage. Une certaine dispersion dimensionnelle à la fabrication, ou encore un environnement créant par exemple des conditions d'hygrométrie défavorables conduisant à une dilatation des boîtiers, peuvent également provoquer des contraintes et tensions internes d'ordre hyperstatique. Enfin, des chocs sur un ou les appareils associés sont également susceptibles de générer des contraintes, parfois très brèves mais qui peuvent être élevées. Dans certains cas, le doigt reliant les deux serrures, qui dépasse d'un boîtier pour pénétrer dans le boîtier adjacent au même titre que ces pions, peut également être soumis à des contraintes qui peuvent perturber le fonctionnement commun des serrures. Pour mémoire, celles-ci ont pour fonction d'amplifier mécaniquement l'énergie fournie par les systèmes de mesure (bilame, bobine, relais haute sensibilité), car l'énergie fournie par ceux-ci est en général insuffisante. Le principe usuel d'amplification repose sur un système mécanique mis sous tension par un ressort et dont l'équilibre instable est assuré essentiellement par des efforts de frottement. L'étage de mesure est capable de vaincre ces faibles efforts de frottement en vue du déverrouillage de la serrure, laquelle libère alors l'importante énergie stockée dans le ressort. Cependant, pour avoir une force de déverrouillage constante, une grande maîtrise dimensionnelle des différentes pièces du mécanisme est nécessaire. Si les efforts de maintien, les contraintes dues à des chocs ou à un hyperstatisme résultant de l'association des deux produits etc., ont des répercussions sur les serrures, que ce soit dans leur positionnement relatif ou par l'éventuelle création de tensions internes, la fonction globale résultant en principe de l'association des appareils peut n'être plus assurée. L'analyse des fonctions des différents moyens de liaison mécanique de deux boîtiers accolés, par exemple dans le cadre d'un bloc différentiel et d'un disjoncteur, amène à en distinguer deux catégories. Certains ont pour unique fonction de solidariser les appareils accolés et doivent donc présenter des caractéristiques mécaniques de solidité et de rigidité, alors que d'autres, au titre desquels le moyen de liaison entre les deux serrures, sont destinés à assurer un transfert d'informations. Quand le bloc différentiel détecte un défaut, il doit déverrouiller la serrure du disjoncteur et transfère une information précise à cet effet. La présente invention se base sur cette analyse pour s'affranchir des problèmes évoqués en proposant une configuration dans laquelle les éventuelles tensions et contraintes dues au groupement des deux appareils ne s'appliquent plus aux moyens de liaison destinés à assurer le transfert d'informations, mais exclusivement aux moyens de solidarisation. A cet effet, l'appareil électrique de l'invention se caractérise à titre principal en ce qu'il comporte un boîtier divisé en au moins deux sousensembles distincts dont l'un comporte la serrure, est monté flottant sur le reste du boîtier avec une possibilité de jeu parallèlement au plan d'accolement, et comporte au moins un pion / logement de centrage à la paroi du boîtier de l'appareil électrique accolé. En d'autres termes, la solution apportée par l'invention vise à séparer les deux catégories de moyens de liaison mécaniques ayant des fonctions différentes, d'une part ceux qui sont destinés au maintien des boîtiers associés, et doivent au premier chef gérer les contraintes et assurer la solidité de l'ensemble, et d'autre part ceux qui sont destinés à assurer le transfert d'informations, et ne doivent à l'inverse pas être affectés par lesdites contraintes de manière à préserver la précision dans le positionnement de la ou des zones de transfert d'information. Pour autant, le sous-ensemble flottant peut comporter, outre le doigt d'actionnement de la serrure, deux pions de centrage qui participent à la gestion 2891659 3 de la précision du positionnement. Leur montage sur un sous-ensemble flottant leur permet un déplacement relativement au boîtier, s'il y a lieu, pour procéder à la mise en correspondance des orifices permettant le passage du doigt d'actionnement. Compte tenu de la division du boîtier en sous-ensembles, le sous-ensemble flottant présente une surface d'accolement réduite qui diminue les risques de dispersion dimensionnelle et donc de variation de la distance séparant les pions de centrage. La précision du positionnement, dans la zone sensible de I'actionnement, s'en trouve bien entendu améliorée. Le reste du boîtier comporte les pions de solidarisation au boîtier de l'appareil électrique accolé, c'est-à-dire les pions qui assurent la solidité de la liaison mécanique entre les deux appareils. De préférence, ces pions sont au nombre de deux, situés au voisinage d'une semelle du boîtier comportant des moyens de fixation à un rail. La localisation au voisinage de la semelle n'est pas anodine, car il s'agit de la zone de l'appareil modulaire qui gère la fixation au rail, et qui peut être soumise à de fortes contraintes lors des manipulations des appareils. A l'inverse, le sous-ensemble flottant est de préférence monté au voisinage de la façade de l'appareil électrique présentant une manette de commande manuelle de la serrure. Les serrures qui équipent ce genre d'appareil doivent en effet pouvoir être réarmées par l'utilisateur. Selon une configuration préférentielle, le sous-ensemble flottant comprend d'ailleurs ladite manette de commande. Plus précisément, le sous-ensemble flottant comprend une portion de la paroi d'accolement de l'appareil, à laquelle est fixée ladite serrure, portion qui est munie d'une part d'au moins deux languettes élastiques d'allure perpendiculaire à la paroi dont les extrémités libres sont équipées de butées prévues pour se loger dans des évidements correspondant du reste du boîtier, et d'autre part d'au moins un chant doté d'une lèvre de positionnement de ladite portion de paroi au contact et dans la continuité du reste de la paroi d'accolement. En fait, la portion de la paroi d'accolement sert simplement de support à la serrure, et le cas échéant à la manette, d'où une surface relativement limitée. Les languettes et leurs logements peuvent assurer un certain guidage dans l'exercice du jeu fonctionnel du sous-ensemble flottant par rapport au reste du boîtier. Dans cette hypothèse, les deux languettes sont de préférence orientées sensiblement perpendiculairement l'une à l'autre, localisées au voisinage de deux bords de la portion de paroi d'accolement respectivement d'allure parallèle et normale à la façade de l'appareil, le chant d'un troisième bord 2891659 4 également sensiblement parallèle à la façade étant doté de la lèvre de positionnement. Selon une configuration possible, les languettes sont alors clipsées dans des logements prévus respectivement dans la façade et un épaulement de celle-ci. L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles: la figure 1 est une vue de dessus, en perspective, de l'association d'un bloc différentiel et d'un disjoncteur; la figure 2 montre, toujours en perspective et selon une orientation latérale, le bloc différentiel muni d'un sous-ensemble flottant selon l'invention; et la figure 3 représente une perspective éclatée du boîtier dudit bloc différentiel. En référence à la figure 1, l'invention est susceptible de s'appliquer à une association mécanique telle que celle qui est montrée, qui comporte un bloc différentiel (1) et un disjoncteur (2). Ces deux appareils sont placés dans l'alignement l'un de l'autre, et sont d'ailleurs solidarisés de manière à pouvoir être envisagés comme une unité fonctionnelle remplissant les fonctions d'un disjoncteur différentiel. L'alignement des appareils résulte notamment de la nécessité de les fixer au même rail, d'où un positionnement correspondant de leurs semelles. Il résulte également de la commande par la serrure du bloc différentiel (1) de celle du disjoncteur (2). C'est à ce niveau qu'intervient plus particulièrement la présente invention. Celle-ci est plus particulièrement visible en figure 2: le boîtier principal du bloc différentiel (1) est composé d'un couvercle (3) et d'un socle (4) comprenant notamment la semelle (5) de fixation au rail (non représenté). Dans la configuration, le bloc différentiel (1) comporte un tiroir coulissant (6), qui n'a cependant aucune incidence sur la présente invention. Le couvercle (3) et le boîtier (4) sont fixés l'un à l'autre de manière solide, par exemple par vissage. Dans les configurations de l'art antérieur, la paroi latérale (7) destinée à être accolée à une paroi homologue du disjoncteur (2) était soit d'une seule pièce, soit formée de pans n'ayant aucun degré de liberté l'un par rapport à l'autre, du fait de la fixation rigide du couvercle (3) sur le socle (4). Les pions de fixation / centrage (8), disposés au voisinage de la semelle (5), et les pions (9) localisés à proximité du doigt d'entraînement (10) dépassant de l'orifice (11) étaient par conséquent positionnés de manière définitive les uns par rapport aux autres, ce qui pouvait conduire à des hyperstatismes au moment de la liaison entre le bloc différentiel (1) et le disjoncteur (2). Selon la présente invention, le boîtier du bloc différentiel (1) comporte un sous-ensemble (12) indépendant, monté avec un jeu sur le reste du boîtier, c'est-à-dire à la fois par rapport au couvercle (3) et au socle (4), et qui comprend notamment la serrure et son entraîneur (10). Les pions (9) peuvent par conséquent se déplacer par rapport au boîtier du bloc différentiel (1), et en particulier par rapport aux pions de solidarisation (8). Dans la figure 3, le boîtier du bloc différentiel (1) est représenté en vue éclatée, sans son tiroir (6). Seul le couvercle (3), le socle (4) et le sous-ensemble flottant (12) sont représentés. Ce dernier est mobile, selon un jeu de quelques dixièmes de millimètres, parallèlement au plan de la paroi (7) d'accolement. A cet effet, le sous-ensemble flottant comporte deux languettes (13, 14) permettant son clipsage dans le couvercle (3), par logement de butées apparaissant aux extrémités libres desdites languettes (13, 14) dans des évidements prévus à cet effet dans les parois du couvercle (3). Ces languettes (13, 14) sont d'une seule pièce avec la portion de paroi (15) qui sert de support au sous-ensemble (12). Leur forme et leur matière autorisent un débattement élastique transversal des languettes (13, 14) rendant possible le clipsage. Par ailleurs, le chant inférieur de la portion de paroi (15) est doté d'une lèvre (16) permettant le positionnement de ladite portion (15) au contact et dans la continuité du reste de la paroi (7). La forme des évidements (non visibles), en relation avec celle des butées d'extrémité des languettes (13 et 14), ainsi que la liaison entre la lèvre (16) et le chant supérieur de la paroi (7) autorise un débattement dans le plan de cette dernière paroi. En particulier, les évidements destinés à loger les butées d'extrémité des languettes (13, 14) peuvent être conçues pour guider un déplacement respectivement vertical de la languette (13) et horizontal de la languette (14). Le jeu fonctionnel entre le sous-ensemble flottant (12) et le reste du boîtier du bloc différentiel (1) est ainsi assuré. Il est à noter que la proximité relative des pions (9), qui sont à distance fixe l'un de l'autre, diminue les risques de tension dus par exemple à des dispersions dimensionnelles dues à la fabrication ou à des conditions thermiques / hygrométriques défavorables en terme de dilatation. Au contraire, ils permettent d'effectuer un centrage correct de l'orifice (11) par rapport à l'orifice homologue pratiqué dans la paroi latérale du disjoncteur (2) accolé (non représenté). Ainsi, le doigt (10) peut être positionné avec précision par rapport à la serrure dudit disjoncteur (2). Les pions (9) et les pions (8) de solidarisation peuvent donc être animés d'un mouvement relatif qui facilite l'alignement du bloc différentiel (1) par rapport au disjoncteur (2) sans lui faire subir de contraintes ou de tensions internes 2891659 6 hyperstatiques qui risqueraient de perturber le fonctionnement du doigt (10). Les pions (8) sont surdimensionnés par rapport aux pions (9), puisqu'ils sont prévus pour encaisser les efforts de maintien et les éventuels chocs. Lorsque le groupement bloc différentiel (1) / disjoncteur (2) est réalisé, le jeu autorisé pour le sous-ensemble flottant (12) est suffisant pour lui garantir un positionnement par rapport au disjoncteur (2) uniquement grâce aux pions (9), indépendamment des pions (8), évitant ainsi toute contrainte hyperstatique. Les deux catégories de dispositif de positionnement, pour solidariser d'une part les produits associés et pour assurer d'autre part un transfert d'informations sont donc séparés puisque le fonctionnement du sous-ensemble flottant (12) est mécaniquement indépendant du reste de l'appareil. 2891659 7 REVENDICATIONS 1. Appareil électrique par exemple modulaire du type bloc différentiel (1) comportant des moyens de mesure d'un défaut sur la ligne qu'il équipe et une serrure amplifiant mécaniquement l'énergie de ces moyens de mesure en vue de couper la ligne par séparation d'au moins un contact mobile d'un ou plusieurs contacts fixes d'un second appareil électrique qui lui est accolé, la paroi latérale (7) du boîtier destiné à être accolée à celle du boîtier du second appareil comportant des pions (8, 9) / logements de solidarisation / centrage prévus pour coopérer avec des logements / pions de la paroi accolée, et la serrure comportant un doigt (10) permettant d'actionner via des orifices (11) en regard dans les deux parois accolées une serrure du second appareil en vue de séparer les contacts fixe(s) et mobile(s), caractérisé en ce que le boîtier est divisé en au moins deux sous-ensembles distincts dont l'un (12) comporte la serrure et est monté flottant sur le reste du boîtier avec une possibilité de jeu parallèlement au plan d'accolement, et comporte au moins un pion (9) / logement de centrage à la paroi du boîtier de l'appareil électrique accolé. 2. Appareil électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le sous-ensemble flottant (12) comporte deux pions (9) de centrage. 3. Appareil électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le reste du boîtier comporte des pions (8) de solidarisation au boîtier de l'appareil électrique accolé. 4. Appareil électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ces pions (8) sont au nombre de deux, situés au voisinage d'une semelle (5) du boîtier comportant des moyens de fixation à un rail. 5. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sous-ensemble flottant (12) est monté au voisinage de la façade de l'appareil électrique présentant une manette de commande manuelle de la serrure. 6. Appareil électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le sous-ensemble flottant comprend la manette de commande. 7. Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sous-ensemble flottant (12) comprend une portion (15) de la paroi d'accolement (11) de l'appareil à laquelle est fixée ladite serrure, ladite portion (15) étant munie d'une part d'au moins deux languettes élastiques (13, 41) d'allure perpendiculaire à la paroi (11) et dont les extrémités libres sont équipées de butées prévues pour se loger dans des 2891659 8 évidements correspondant du reste du boîtier, et d'autre part d'au moins un chant doté d'une lèvre (16) de positionnement de la portion (15) de paroi au contact et dans la continuité du reste de la paroi d'accolement (11). 8. Appareil électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite portion (15) de paroi d'accolement comporte deux languettes(13, 14) orientées sensiblement perpendiculairement l'une à l'autre, localisées ai voisinage de deux bords de ladite portion (15) respectivement d'allure parallèle et normale à la façade de l'appareil, le chant d'un troisième bord également sensiblement parallèle à la façade étant doté de la lèvre (16) de positionnement. 9. Appareil électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les languettes (13, 14) sont disposées dans des logements prévus respectivement dans la façade et un épaulement de celle-ci.