FR2657997A1 - Safety device for electrical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE SECURITE POUR APPAREILS ELECTRIQUES
La présente invention a pour objet des dispositifs de sécurité pour appareils électriques.SAFETY DEVICE FOR ELECTRICAL APPLIANCES
The present invention relates to safety devices for electrical devices.
De très nombreux appareils électriques ne peuvent fonctionner dans des conditions normales que lorsqu'ils sont orientés d'une certaine façon par rapport au sol ou par rapport à une verticale, mais si ils viennent à pencher ou à basculer pour une raison ou une autre ils ne sont plus en état normal de fonctionner et, pour des raisons de sécurité, il est nécessaire de couper l'alimentation en courant électrique. Ceci est d'autant plus important que nombre d'appareils utilisés dans la vie courante sont des appareils dont la stabilité est souvent réduite par la recherche de la légèreté.Dans ce qui suit et pour fixer les idées nous nous référerons au cas le plus fréquent des lampadaires équipés d'ampoules ou de tubes à halogène qui tendent à se répandre de plus en plus du fait d'un rapport élevé de l'efficacité lumineuse par rapport au prix de revient et à la consommation. mais la plupart de ces appareils ont généralement une base relativement étroite pour être le moins encombrant possible, une longue colonne verticale éventuellement articulée et une vasque ou coupelle que l'on dirige généralement vers le plafond. Il est important d'éviter que de tels appareils prennent une position différente de la normale en particulier du fait que les tubes ou ampoules fonctionnent à des températures élevées et que cela peut entraîner des risques d'incendie.Il en va de même avec les parties actives (chauffantes ou éclairantes, par exemple) de nombre d'appareils. Une réglementation tend à paraître dans les différents pays, qui oblige désormais de nombreux appareils et en particulier ces lampadaires à halogène à ne devoir fonctionner que dans la position normale ou dans une position ne s'en écartant que d'un angle faible, par exemple de 15 , conformément à la norme française NFC71004 pour les lampadaires à halogène, mais leur alimentation étant coupée dès que l'on s'écarte au-delà de 15 et en particulier lorsque l'appareil vient à tomber en se couchant sur le sol. Many electrical devices can only operate under normal conditions when they are oriented in a certain way with respect to the ground or with respect to a vertical, but if they come to lean or tip for one reason or another they are no longer in normal operating condition and, for safety reasons, it is necessary to cut off the power supply. This is all the more important as many devices used in everyday life are devices whose stability is often reduced by the search for lightness. In what follows and to fix ideas we will refer to the most frequent case lampposts fitted with halogen bulbs or tubes which tend to spread more and more due to a high ratio of light efficiency to cost price and consumption. but most of these devices generally have a relatively narrow base to be as bulky as possible, a long vertical column possibly articulated and a basin or cup which is generally directed towards the ceiling. It is important to prevent such devices from taking a different position from normal, in particular since the tubes or bulbs operate at high temperatures and this can lead to fire risks. The same applies to the parts number of devices (heating or lighting, for example). Regulations are tending to appear in different countries, which now requires many devices and in particular these halogen street lights to be required to operate only in the normal position or in a position deviating from it only at a small angle, for example of 15, in accordance with the French standard NFC71004 for halogen streetlights, but their power being cut off as soon as one departs beyond 15 and in particular when the device comes to fall while lying on the ground.
La présente invention a donc pour but de pouvoir couper l'alimentation d'un appareil électrique lorsque celui-ci s'écarte de sa position normale de fonctionnement d'un angle supérieur à un angle donné. The object of the present invention is therefore to be able to cut off the supply of an electrical appliance when the latter deviates from its normal operating position by an angle greater than a given angle.
Ce but est atteint en utilisant un système de connexion comprenant au moins un interrupteur sur au moins l'une des phases de l'alimentation, cet interrupteur ou cet ensemble d'interrupteurs étant sensible de façon omnidirectionnelle à une inclinaison de l'appareil supérieur à un angle prédéterminé par rapport à la verticale. This object is achieved by using a connection system comprising at least one switch on at least one of the phases of the supply, this switch or this set of switches being omnidirectionally sensitive to an inclination of the device greater than a predetermined angle to the vertical.
Dans le cas des lampadaires ou autres supports d'appareils d'éclairage, notamment à halogène, le dispositif conforme à l'invention peut être utilisé dans plusieurs cas, en particulier dans le cas où l'ensemble de l'appareil luimême bascule au-delà d'un angle déterminé, mais il peut également, surtout dans le cas d'un lampadaire ou d'un support muni d'une vasque articulée, être lié à la vasque elle-même ou à la partie éclairante de façon à couper l'alimentation lorsque celle-ci n'est pas orientée correctement, même si le reste du support est dans la position normale ; ceci peut se produire notamment dans le cas où une vasque est à l'extrémité d'un bras articulé et qu'elle même peut être orientée sous différents angles à l'intérieur de limites bien déterminées ; si, par exemple, la vasque se trouve tournée vers le sol, alors qu'elle doit être tournée vers le plafond, le dispositif conforme à l'invention doit pouvoir détecter cette anomalie et couper l'alimentation de l'appareil d'éclairage. In the case of lampposts or other supports for lighting fixtures, in particular halogen, the device according to the invention can be used in several cases, in particular in the case where the whole of the fixture itself switches over. beyond a determined angle, but it can also, especially in the case of a floor lamp or a support provided with an articulated basin, be linked to the basin itself or to the lighting part so as to cut the 'feed when it is not oriented correctly, even if the rest of the support is in the normal position; this can occur in particular in the case where a basin is at the end of an articulated arm and that it itself can be oriented from different angles within well-defined limits; if, for example, the basin is turned towards the ground, whereas it has to be turned towards the ceiling, the device according to the invention must be able to detect this anomaly and cut the power supply to the lighting apparatus.
Il est évident que, dans le cas de la sécurité sur l'ensemble d'un lampadaire, on peut loger le dispositif conforme à l'invention, par exemple dans le pied de support, alors que dans le cas où l'on veut détecter l'orientation de la vasque elle-même ou du dispositif d'éclairage proprement dit, on peut loger le dispositif de l'invention dans la vasque elle-même ou dans un élément rigidement lié à la vasque. On peut dans ce cas obtenir simultanément la détection de la position de la vasque et la détection d'ensemble puisque la vasque elle-même bascule avec l'ensemble. It is obvious that, in the case of security on the whole of a lamppost, the device according to the invention can be housed, for example in the support leg, whereas in the case where it is desired to detect the orientation of the basin itself or of the lighting device proper, the device of the invention can be housed in the basin itself or in an element rigidly linked to the basin. In this case, it is possible to obtain simultaneously the detection of the position of the bowl and the overall detection since the bowl itself switches over with the assembly.
Il existe dans le commerce de nombreux types d'interrupteurs fonctionnant par le basculement d'un élément se déplaçant ou se déformant sous l'action de la gravité. There are many types of switches on the market which operate by tilting an element moving or deforming under the action of gravity.
C'est le cas des interrupteurs à mercure ou d'interrupteurs à lamelle, à bille, à pendule ou autres masselottes susceptibles de se mettre en place sous l'action de la gravité ou de revenir dans une position d'équilibre lorsqu'on les déplace par rapport à cette position d'équilibre imposée par la gravité.This is the case with mercury switches or switches with a slat, ball, pendulum or other weights which can be put in place under the action of gravity or return to a position of equilibrium when they are moves relative to this position of equilibrium imposed by gravity.
Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de la présente invention, on va en décrire plusieurs exemples de réalisation, étant bien entendu que ceux-ci ne sont pas limitatifs quant à leurs modes de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire, et ce, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- La figure 1 représente une vue en perspective d'un lampadaire du type halogène muni d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention pouvant être incorporé dans le socle du lampadaire (figure la).To better understand the technical characteristics and advantages of the present invention, several embodiments will be described, it being understood that these are not limiting as regards their modes of implementation and the applications that can be make it, and this, with reference to the attached drawings on which
- Figure 1 shows a perspective view of a halogen type lamp fitted with a safety device according to the invention can be incorporated into the base of the lamp (Figure la).
- La figure 2 représente une vue schématique du socle d'un lampadaire identique à la figure 1, muni d'un dispositif de sécurité conforme à une variante particulière de l'invention comportant deux interrupteurs à mercure. - Figure 2 shows a schematic view of the base of a lamppost identical to Figure 1, provided with a safety device according to a particular variant of the invention comprising two mercury switches.
- La figure 3 représente une vue schématique dans les mêmes conditions que la figure 2 du socle d'un lampadaire muni d'une dernière variante préférée du dispositif de sécurité conforme à l'invention comportant un interrupteur à mercure multidirectionnel, pouvant en outre se situer en une dernière variante dans la vasque d'éclairage (Repère 11, figure 1). - Figure 3 shows a schematic view under the same conditions as Figure 2 of the base of a lamppost fitted with a last preferred variant of the safety device according to the invention comprising a multidirectional mercury switch, which may also be located in a last variant in the lighting basin (Item 11, Figure 1).
La figure la représente schématiquement la partie basse d'un piétement de lampadaire conforme à la présente invention et il comprend un socle 1 sur lequel est monté de toute façon adéquate un tube vertical 2 comportant en partie supérieure, par exemple, une vasque 10 comportant le système d'éclairage (non représenté sur la figure 1) dont l'alimentation passe par le tube vertical de support 2 conformément à la figure 1. Figure la schematically shows the lower part of a lamp post base according to the present invention and it comprises a base 1 on which is mounted in any suitable manner a vertical tube 2 comprising in the upper part, for example, a bowl 10 comprising the lighting system (not shown in FIG. 1), the supply of which passes through the vertical support tube 2 in accordance with FIG. 1.
Le socle 1 est constitué d'une base 3 généralement pesante pour lester le socle et d'un couvercle formant la partie visible du socle 1 proprement dit se fixant sur la base 3 par tous moyens adéquats non représentés. La base 3 reçoit les branchements d'alimentation du système d'éclairage proprement dit, situé en partie haute de la colonne 2. En général, cette alimentation peut être effectuée à deux ou à trois fils ; si l'on se réfère ici à l'alimentation qui tend à se répandre à trois fils, on compte un conducteur pour une phase, un conducteur pour le neutre et un conducteur pour la mise à la terre de l'ensemble (la figure la se limite à deux conducteurs, phase et neutre).Sur le conducteur correspondant à la phase est intercalé un interrupteur tel qu'un interrupteur à mercure 4 schématiquement représenté sur la figure la et qui est fixé par rapport au socle 3 par tout moyen adéquat non représenté. Bien évidemment, l'ensemble du système d'alimentation électrique pourra, en variante, être fixé au couvercle 1. Cet interrupteur à mercure 4 est composé d'une ampoule 5 par exemple en verre en forme de cylindre légèrement recourbé pour former un arc de tore, fermé aux deux extrémités et présentant sa concavité vers le haut. Dans la partie inférieure convexe, ce tore présente une partie formant un demi-bulbe 6, dans laquelle pénètre deux électrodes 7 & 8 reliées chacune au conducteur correspondant à la phase d'alimentation, l'une des électrodes 8 du côté de l'arrivée du courant en provenance de la source et l'autre électrode 7 du côté du courant allant vers le système d'éclairage proprement dit. A l'intérieur de l'ampoule 5 est enfermée une petite masse de mercure 9, qui en position normale, remplit la partie basse de l'ampoule 5 y compris la partie en bulbe 6. Dans la position représentée à la figure 1, les électrodes 7 & 8 plongent toutes deux dans le mercure qui assure donc la connexion électrique entre ces deux électrodes et permet donc au courant de la phase de passer d'une électrode à l'autre.Dans le cas où le lampadaire bascule, il est évident que la masse de mercure 9 va se déplacer du côté où ledit lampadaire penche ; au-delà d'un certain angle le mercure n'assurera plus la connexion électrique entre les électrodes. Il suffit donc pour l'homme de l'art de choisir les dimensions et les courbures, en particulier les courbures de l'interrupteur à mercure 4, pour que le contact soit effectivement rompu au-delà d'un angle de basculement du lampadaire prédéterminé.The base 1 consists of a generally heavy base 3 for weighting the base and of a cover forming the visible part of the base 1 proper fixing itself on the base 3 by any suitable means not shown. The base 3 receives the supply connections of the lighting system proper, located in the upper part of the column 2. In general, this supply can be carried out with two or three wires; if we are referring here to the power supply which tends to spread to three wires, there is a conductor for a phase, a conductor for the neutral and a conductor for the earthing of the assembly (Figure la is limited to two conductors, phase and neutral). On the conductor corresponding to the phase is interposed a switch such as a mercury switch 4 schematically shown in Figure la and which is fixed relative to the base 3 by any suitable means not represented. Obviously, the entire electrical supply system could, as a variant, be fixed to the cover 1. This mercury switch 4 is composed of a bulb 5, for example made of glass in the shape of a cylinder slightly curved to form an arc of torus, closed at both ends and having its concavity upwards. In the convex lower part, this torus has a part forming a half-bulb 6, into which penetrates two electrodes 7 & 8 each connected to the conductor corresponding to the supply phase, one of the electrodes 8 on the arrival side current from the source and the other electrode 7 on the side of the current going to the lighting system itself. Inside the bulb 5 is enclosed a small mass of mercury 9, which in normal position, fills the lower part of the bulb 5 including the bulbous part 6. In the position shown in Figure 1, the electrodes 7 & 8 both immerse in mercury which therefore ensures the electrical connection between these two electrodes and therefore allows the phase current to pass from one electrode to the other. In the case where the lamp switches, it is obvious that the mass of mercury 9 will move to the side where said lamppost leans; beyond a certain angle the mercury will no longer provide the electrical connection between the electrodes. It is therefore sufficient for a person skilled in the art to choose the dimensions and the curvatures, in particular the curvatures of the mercury switch 4, so that the contact is effectively broken beyond a tilting angle of the predetermined lamppost. .
On observera que les ampoules 5 équipant classiquement les interrupteurs à mercure 4 du commerce sont, en principe, telles que le mercure se déplace soit d'un côté, soit de l'autre à l'intérieur desdites ampoules 5, de sorte que le contact électrique ne peut être rompu que si le basculement du lampadaire se produit dans le sens du déplacement du mercure, c'est-à-dire par le basculement à gauche ou à droite d'un appareil tel que représenté sur la figure 1. I1 ressort en conséquence qu'un basculement d'avant en arrière (ou réciproquement} de l'appareil conforme à la figure 1, n'occasionnerait pas forcément une rupture de contact électrique, rendant la protection peu fiable et donc inefficace. It will be observed that the bulbs 5 conventionally fitted to commercial mercury switches 4 are, in principle, such that the mercury moves either to one side or to the other inside said bulbs 5, so that the contact electric can only be broken if the tilting of the lamppost occurs in the direction of movement of the mercury, that is to say by the tilting to the left or to the right of a device as shown in Figure 1. I1 spring consequently that a tilting back and forth (or vice versa) of the device according to Figure 1, would not necessarily cause a break in electrical contact, making the protection unreliable and therefore ineffective.
Il est alors possible de disposer, par exemple, dans le piétement du lampadaire deux interrupteurs à mercure 4', 4" tels que ceux-ci soient orientés par exemple à 90" l'un par rapport à l'autre, comme cela est représenté sur la figure 2. It is then possible to have, for example, in the base of the lamppost two mercury switches 4 ′, 4 "such that these are oriented for example at 90" relative to each other, as shown in figure 2.
Cette figure 2 représente en transparence un tel piétement avec deux ampoules 5' & 5 orientées sensiblement à 90" l'une par rapport à l'autre. Si les électrodes 7',8',7",8" sont montées en série toute coupure de l'alimentation intervenant sur l'un des interrupteurs 4' ou 4" assure la coupure de l'ensemble de l'alimentation. Par conséquent, si le lampadaire bascule en faisant déplacer le mercure contenu dans l'ampoule 5', celui-ci va occasionner la coupure du courant même si le contact est maintenu dans l'ampoule 5n et réciproquement ; de cette manière, avec deux interrupteurs 4 placés à 90 , on couvre sensiblement la totalité des directions de basculement possibles.On notera que sur les figures 1 & 2 les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références. I1 est évidemment possible d'utiliser de la même façon plus de deux interrupteurs 4, trois ou quatre par exemple, mais il conviendra alors de les connecter tous en série.This figure 2 shows transparently such a base with two bulbs 5 '& 5 oriented substantially 90 "relative to each other. If the electrodes 7', 8 ', 7", 8 "are connected in series all interruption of the power supply intervening on one of the 4 'or 4 "switches ensures the interruption of the entire power supply. Consequently, if the lamppost tilts by causing the mercury contained in the bulb 5 ′ to move, it will cause the current to be cut off even if contact is maintained in the bulb 5n and vice versa; in this way, with two switches 4 placed at 90, substantially all of the possible tilting directions are covered. It will be noted that in FIGS. 1 & 2 the same elements are designated by the same references. It is obviously possible to use in the same way more than two switches 4, three or four for example, but it will then be necessary to connect them all in series.
Sur la figure 3 est représenté un dispositif présentant un interrupteur à mercure 14 travaillant de façon multidirectionnelle ; dans ce cas l'ampoule 15 est essentiellement constituée par une partie de forme générale circulaire dont le fond est en forme de coupelle. I1 ne s'agit plus ici d'une ampoule en forme d'arc de tore comme sur la figure 1 ou à la figure 2 mais d'une ampoule ayant un axe de révolution x'x vertical correspondant à l'axe de la colonne tubulaire 2 ou parallèle à celle-ci, de sorte que toute modification de position selon l'une quelconque des orientations par rapport à cet axe de révolution, entraînera le fonctionnement de la sécurité au-delà d'un angle prédéterminé selon les caractéristiques dimensionnelles de l'ampoule.Cet interrupteur 14 est donc constitué par une partie supérieure formant ampoule 15 de toute forme adéquate et un fond en forme de coupelle 16 éventuellement muni d'un bulbe central dans lequel plongent les électrodes 7 & 8. Le mercure 9 assure le contact entre les électrodes 7 & 8. In Figure 3 is shown a device having a mercury switch 14 working multidirectionally; in this case the bulb 15 is essentially constituted by a part of generally circular shape, the bottom of which is in the form of a cup. I1 is no longer a bulb in the form of a toroidal arc as in FIG. 1 or in FIG. 2 but a bulb having a vertical axis of revolution x'x corresponding to the axis of the column. tubular 2 or parallel thereto, so that any change in position according to any one of the orientations relative to this axis of revolution, will cause the security to operate beyond a predetermined angle according to the dimensional characteristics of This switch 14 is therefore constituted by an upper part forming a bulb 15 of any suitable shape and a cup-shaped bottom 16 possibly provided with a central bulb in which the electrodes 7 & 8 are immersed. The mercury 9 ensures the contact between electrodes 7 & 8.
Lorsque l'axe de révolution x'x est amené à s'incliner ou à basculer, le mercure 9 va se déplacer du côté du basculement c'est-à-dire aussi bien vers la droite ou vers la gauche de la figure 3 que d'avant en arrière ou obliquement. Il est évident qu'une autre variante non représentée de l'interrupteur 14 consisterait à disposer les électrodes 7 & 8 non pas côte à côte comme sur la figure 3, mais l'une en face de l'autre dans un plan vertical ; le résultat serait alors naturellement le même.When the axis of revolution x'x is made to tilt or tilt, the mercury 9 will move on the tilting side, that is to say both to the right or to the left of FIG. 3 as back and forth or obliquely. It is obvious that another variant, not shown, of the switch 14 would consist in placing the electrodes 7 & 8 not side by side as in FIG. 3, but one opposite the other in a vertical plane; the result would then naturally be the same.
Si l'on se reporte à l'ensemble des figures, les électrodes 7,8,7',8',7",8" sont connectées au moyen de fils de préférence isolants ou montés de façon à les isoler par tout système classique non représenté sur les figures. If we refer to all of the figures, the electrodes 7,8,7 ', 8', 7 ", 8" are connected by means of preferably insulating wires or mounted so as to isolate them by any conventional system not shown in the figures.
L'ensemble de ces connexions électriques situées dans le socle 1 peut, en outre, être monté sur une plaque isolante elle-même liée à la plaque de base 3 ou au couvercle formant le socle 1. All of these electrical connections located in the base 1 can, moreover, be mounted on an insulating plate itself linked to the base plate 3 or to the cover forming the base 1.
On notera également que les interrupteurs à mercure sont limités en particulier quant aux courants qu'ils peuvent couper. On peut alors interrompre l'alimentation indirectement en utilisant un relais, ou un quelconque dispositif électronique de commande de l'alimentation de l'appareil, permettant de couper des énergies électriques plus intenses. De tels circuits généralement peu encombrants sont aisément logés dans le socle 1 ou en tout autre emplacement de l'appareil à protéger. It will also be noted that the mercury switches are limited in particular as regards the currents which they can cut. It is then possible to interrupt the supply indirectly by using a relay, or any electronic device for controlling the supply of the device, making it possible to cut more intense electrical energies. Such generally space-saving circuits are easily housed in the base 1 or in any other location of the device to be protected.
Les dispositifs des figures 1, 2 & 3 peuvent également être montés en tout autre endroit du lampadaire ou, plus généralement, de l'appareil électrique dont on veut assurer la sécurité ; en particulier les dispositifs conformes à l'invention que l'on vient de décrire peuvent être par exemple directement liés au système d'éclairage proprement dit et notamment à la vasque supérieure 10 (figure 1) du lampadaire en étant soit montés dans la vasque elle-même, soit montés dans une partie attenante 11 (figure 1) protégée du rayonnement et surtout de l'échauffement excessif pouvant résulter de l'ampoule d'éclairage ou du tube halogène équipant ledit lampadaire. Il est clair que cette disposition particulière de l'interrupteur 4 ou 14 dans ou à proximité de la vasque supérieure 10 du lampadaire, contenant l'ampoule d'éclairage ou le tube halogène, procure une double sécurité, non seulement dans le cas d'un basculement de l'ensemble du lampadaire, mais encore dans le cas d'un simple basculement inopportun de la vasque 10 dans une position risquant un échauffement excessif de ladite vasque 10 et donc sa détérioration, voire son inflammation ; cette dernière variante sera donc préférée dans tous les cas où l'encombrement ou l'esthétique du lampadaire ne s'y oppose pas. The devices of Figures 1, 2 & 3 can also be mounted in any other place of the lamppost or, more generally, of the electrical appliance for which one wishes to ensure safety; in particular the devices according to the invention which have just been described can for example be directly linked to the lighting system proper and in particular to the upper basin 10 (FIG. 1) of the lamppost by being either mounted in the basin it -Even, or mounted in an adjoining part 11 (Figure 1) protected from radiation and especially from excessive heating which may result from the light bulb or from the halogen tube fitted to said lamppost. It is clear that this particular arrangement of the switch 4 or 14 in or near the upper bowl 10 of the lamppost, containing the light bulb or the halogen tube, provides double security, not only in the case of a tilting of the whole lamppost, but also in the case of a simple untimely tilting of the basin 10 in a position risking excessive heating of said basin 10 and therefore its deterioration, or even its inflammation; this latter variant will therefore be preferred in all cases where the bulk or the aesthetics of the lamppost is not opposed to it.
D'autres types d'interrupteurs peuvent être utilisés sans sortir du cadre de la présente invention, dès lors qu'ils sont sensibles à l'inclinaison par rapport à la verticale (ou au sol). Other types of switches can be used without departing from the scope of the present invention, since they are sensitive to the inclination relative to the vertical (or to the ground).
L'invention peut également s'appliquer à d'autres appareils tels que les radiateurs électriques mobiles, ou autres appareils électroménagers. The invention can also be applied to other devices such as mobile electric heaters, or other household appliances.
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FR2657997B1 (en) | 1996-10-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |