FR2790610A1

FR2790610A1 - Declencheur electronique comportant un module long retard amovible associe a une fonction de connexion/deconnexion en tension

Info

Publication number: FR2790610A1
Application number: FR9902838A
Authority: FR
Inventors: Henri Bellotto
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-08
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: EP1033735A1; EP1033735B1; DE60029656D1; FR2790610B1; DE60029656T2; US6175289B1; JP4316091B2; JP2000306489A

Abstract

Le déclencheur comporte un module amovible (3) de détermination des paramètres de déclenchement long retard, destiné à être fixé sur une face avant (2) du déclencheur. En position de fixation, le module amovible (3) exerce, par l'intermédiaire d'une pièce auxiliaire (16), une pression sur une pièce mobile (13), de manière à amener celle-ci dans une position dans laquelle elle assure la connexion en tension du circuit de traitement du déclencheur aux conducteurs d'un réseau à protéger. En position déverrouillée du module amovible (3), la pièce mobile (13) est repoussée en position de déconnexion par un ressort (15). La pièce (13) peut être mobile en rotation ou en translation.

Description

DECLENCHIEUR ELECTRONIQUE COMPORTANT UN MODULE LONG

RETARD AMOVIBLE ASSOCIE A UNE FONCTION DE CONNEXION /

DECONNEXION EN TENSION

L'invention concerne un déclencheur électronique comportant un boîtier, un circuit de traitement électronique disposé à l'intérieur du boîtier, des moyens de connexion du circuit de traitement à des conducteurs d'un réseau à protéger, des moyens de détermination de paramètres de déclenchement comportant un module amovible, des moyens de fixation du module amovible sur une face avant du boîtier, le module amovible venant en contact, en position de fixation, avec le circuit de traitement. L'utilisation d'un module amovible pour la détermination des paramètres de protection long retard est classique dans les déclencheurs électroniques. Certains déclencheurs comportent un circuit de traitement directement connecté à des connecteurs d'un réseau à protéger, de manière à permettre une mesure de tension, par exemple par l'intermédiaire d'un pont diviseur résistif. Cette connexion directe, sans transformateur, doit pouvoir être interrompue, notamment pour la réalisation d'essais d'isolement diélectrique. Dans certains appareils de protection il est prévu un dispositif amovible disposé en face avant qui, lorsqu'il est retiré, interrompt la

connexion en tension.

L'invention a pour but un déclencheur dans lequel ces deux fonctions sont réalisées de

manière simple et fiable.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les moyens de connexion comportent, à l'intérieur du boîtier, une pièce mobile entre une position de connexion et une position de déconnexion et comportant des contacts souples assurant, dans la position de connexion, un contact entre des premiers points de contact d'un circuit imprimé, connectés aux conducteurs du réseau, et des seconds points de contact du circuit imprimé formant des entrées en tension du circuit de traitement, les moyens de connexion comportant des moyens élastiques repoussant la pièce mobile en position de déconnexion, le module amovible, en position de fixation, repoussant la pièce mobile en position de connexion, à l'encontre de l'action des moyens élastiques. Ladite pièce peut être mobile en rotation ou en translation. Selon un premier développement de l'invention, la pièce est mobile en rotation et comporte des ergots de rotation ayant une extrémité de section rectangulaire, les faces internes des parois latérales du boîtier comportant des éléments de guidage associés délimitant chacun un

passage rectangulaire étroit et un espace circulaire.

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Selon un autre développement de l'invention le boitier comporte une nervure de guidage sur une face interne d'au moins une paroi latérale du boîtier, le module amovible comportant des pattes latérales venant en contact avec une extrémité d'une pièce auxiliaire, la pièce

auxiliaire étant en contact avec la pièce mobile et guidée par la nervure de guidage.

Selon un autre développement de l'invention le circuit de traitement comporte au moins une première plaque de circuit imprimé, disposée dans le boitier à proximité de la face avant et comportant des bornes destinées à venir en contact avec des contacts associés du module amovible, et une seconde plaque de circuit imprimé, disposée en retrait par rapport à la face avant et comportant les premiers et seconds points de contact, la pièce mobile étant

interposée entre la seconde plaque de circuit imprimé et la face avant.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description suivante

de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente un mode particulier de réalisation d'un déclencheur selon l'invention,

en vue éclatée.

La figure 2 représente schématiquement les connexions électriques entre divers éléments du

déclencheur selon l'invention.

La figure 3 représente la base du boîtier du déclencheur selon la figure 1.

Les figures 4 et 5 représentent, respectivement en vue de dessus et en vue de dessous, la

pièce mobile du déclencheur selon la figure 1.

Les figures 6 et 7 représentent respectivement un contact et un ressort de la pièce mobile

selon les figures 4 et 5.

La figure 8 illustre deux positions d'un ergot de rotation de la pièce mobile selon les figures

4 et 5 par rapport à des éléments de guidage associés du boitier.

Les figures 9 et 10 représentent la pièce auxiliaire du déclencheur la figure 1,

respectivement en vue de face et en vue arrière.

Les figures 11 et 12 représentent respectivement en vue de dessus et en vue de dessous, le

module du déclencheur selon la figure 1.

Les figures 13 et 14 représentent un mode particulier de réalisation de divers éléments du

module amovible.

Les figures 15 et 16 représentent, en coupe au niveau d'un contact de la pièce mobile, la position des différents éléments dans un déclencheur selon la figure 1, respectivement en

position de fixation et en position déverrouillée du module amovible.

La figure 17 représente une variante de la figure 16, dans laquelle la pièce mobile est

mobile en translation.

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Le déclencheur représenté à la figure 1 comporte un boîtier 1 muni d'une face avant 2, faisant partie d'un couvercle du boîtier et accessible à l'utilisateur. De manière connue, un module amovible 3 est destiné à être fixé sur la face avant du boitier. Il permet la détermination des paramètres de protection long retard, généralement en coopération avec des organes de réglage, non représentés sur la figure 1, constitués par exemple par des

potentiomètres, des commutateurs ou des touches disposées en face avant.

Le module amovible 3 coopère également avec un circuit de traitement 4 (fig.2) porté par un circuit imprimé 5. Sur la figure 1, le circuit imprimé 5 est constitué par trois plaques de lo circuit imprimé Sa, 5b, 5c reliées par des parties flexibles. La plaque Sa est disposée à proximité de la face avant 2, de manière à ce que, en position de fixation du module amovible sur le déclencheur, des contacts 6 du module amovible 3 (figures. 2 et 13) viennent en contact avec des parties associées du circuit imprimé, constituant des bornes 7 du circuit de traitement (fig.2). La plaque 5a est sensiblement parallèle à la face avant 2. La plaque 5b, est disposée en retrait par rapport à la face avant, à proximité du fond du boitier 1. Elle est sensiblement parallèle à la précédente et comporte, sur sa face supérieure, des premiers et seconds points de contacts 8 et 9. Dans un mode de réalisation préférentiel, la plaque 5b comporte 4 paires de points de contact. Le premier point de contact 8 de chaque paire est connecté, par l'intermédiaire du circuit imprimé et d'un connecteur 10 à un conducteur 11 d'un réseau à protéger (fig. 2). Dans le mode de réalisation particulier représenté à la figure 1, le connecteur 10 est monté sur la plaque 5c, disposée en position intermédiaire entre les plaques 5a et 5b, sensiblement perpendiculairement à la face avant 2 du déclencheur. Le connecteur 10 est connecté aux conducteurs 11 du réseau à travers un orifice 12 disposé dans le fond du boîtier 1 (fig. 3). Les seconds points de contact 9 forment

les entrées en tension du circuit de traitement 4.

Le déclencheur comporte une pièce 13 mobile entre un position de connexion et une position de déconnexion. La pièce mobile 13 comporte des contacts souples 14 (figures 5 et 6) destinés à assurer, en position de connexion, un contact entre les premiers points de contact 8 et les seconds points de contact 9, permettant ainsi au circuit de traitement

4 d'effectuer une mesure de la tension du réseau.

La pièce 13 est normalement repoussée en position de déconnexion par des moyens élastiques, constitués, dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures 1, 4, et 7, par un ressort de torsion 15. Le module amovible 3, lorsqu'il est en position de fixation sur la face avant 2 du boîtier 1, repousse la pièce mobile 13 en position de

connexion, à l'encontre de l'action du ressort de torsion 15.

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Une pièce auxiliaire 16 est de préférence intercalée entre le module amovible 3 et la pièce mobile 13. La pièce auxiliaire 16 (figures 1, 9 et 10) est guidée par une nervure de guidage 17 (figure 1) formée sur une face interne 18 d'une paroi latérale du boîtier 1. Elle peut se déplacer le long de la nervure de guidage 17, verticalement sur la figure 1, entre des première et seconde positions. Dans la première position, le module amovible 3, en position de fixation, est en contact, par l'intermédiaire d'au moins une patte latérale 19, avec une extrémité 20 de la pièce auxiliaire 16. La pièce auxiliaire, en contact avec la pièce mobile 13, maintient celle-ci dans sa position de connexion. Lorsque le module amovible 3 n'est pas fixé sur la face avant du déclencheur, il n'exerce pas sur la pièce mobile 13, par l'intermédiaire de la pièce auxiliaire 16, une pression suffisante pour la maintenir en position de connexion. La pièce mobile est alors repoussée en position de déconnexion par le ressort de torsion 15 et repousse la pièce auxiliaire 16 dans sa seconde position, vers le haut sur la figure 1. Le déplacement vers le haut de la pièce auxiliaire 16 est, de préférence, limitée par un ergot de retenue 21 disposé sur la face interne 18. Dans un mode de réalisation préférentiel la pièce 13 est mobile en rotation. Elle comporte deux ergots de rotation 22 (figures 1, 4 et 5) solidaires de flasques latéraux 23 et faisant saillie vers l'extérieur. Les ergots de rotation 22 ont de préférence une extrémité de section rectangulaire destinée à coopérer avec des éléments de guidage 21 (figures 1 et 8) solidaires des faces internes 18 des parois latérales du boîtier. Chaque élément de guidage 24 délimite sur l'une des faces 18 un passage rectangulaire 25, étroit, aboutissant dans un espace circulaire 26. La figure 8 représente un ergot de rotation 22 dans deux positions différentes par rapport à l'élément de guidage 24 correspondant. Dans une première position l'ergot, 22a, est prêt à être introduit dans l'élément de guidage. Son orientation est telle qu'il peut être introduit dans le passage rectangulaire 25 dont la largeur Il est légèrement supérieure à la largueur 12 de la section de l'extrémité de l'ergot et inférieure à la longueur L de cette section. L'espace circulaire 26 a un diamètre légèrement supérieur à la longueur L. Ainsi, lorsque, après être passé dans le passage 25, l'ergot est dans la seconde position (ergot 22b

sur la figure 8), à l'intérieur de l'espace circulaire 26, il peut tourner librement.

Dans un mode de réalisation particulier (figures 9 et 10), la pièce auxiliaire 16 comporte une partie 27 en saillie, munie sur sa face inférieure d'une nervure 28 dans laquelle peut coulisser le flasque latéral associé de la pièce mobile 13. Lorsque la pièce auxiliaire 16 est dans sa seconde position, haute, repoussée par le ressort de torsion 15, la partie 27 limite la rotation de la pièce 13, de manière à ce que les ergots de rotation 22 ne puissent pas

s'échapper des espaces circulaires 26 des éléments de guidage 24 correspondants.

Le déclencheur comporte, de préférence, une seule pièce auxiliaire 16, bien que le montage puisse, éventuellement, être symétrique. Pour faciliter le montage de l'ensemble, la pièce

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mobile 13 peut comporter, sur le flasque 23 opposé à celui qui coopère avec la pièce auxiliaire 16, un ergot de retenue 29 (figures 4 et 5) susceptible de coopérer avec une nervure 30 de la face interne de la paroi associée du boîtier (figure 3). L'ergot de retenue 29 permet ainsi de maintenir la pièce mobile 13 à l'intérieur du boitier 1, même en l'absence de la pièce auxiliaire 16, par exemple avant le montage de celle-ci. Les dimensions respectives des divers composants, une certaine élasticité des flasques 23 ainsi que de la pièce auxiliaire 16, en matière thermoplastique, ainsi que la section croissante de l'ergot de retenue 21, permettent la mise en place et, éventuellement le démontage, de la pièce mobile 13 et de la pièce auxiliaire 18 malgré la présence des ergots de retenue 29 et

21.

Le ressort de torsion 15 comporte une partie centrale et deux extrémités. Une première extrémité, libre, est destinée à prendre appui sur une rainure 31 disposée dans le fond du boîtier 1 (figure 3). La partie centrale du ressort de torsion est montée sur un ergot 32, disposé dans le prolongement de l'un des ergots de rotation 22, c'est-à-dire en saillie vers l'intérieur par rapport au flasque latéral 23 correspondant de la pièce mobile 13. (figures 4 et 5). Le ressort de torsion est prépositionné sur la pièce mobile par des éléments de

retenue appropriés.

Dans le mode particulier de réalisation représenté à la figure 5, la pièce mobile 13 porte 4 contacts souples 14 identiques, destinés à être associés à chacun des conducteurs de phase et au conducteur de neutre d'un réseau 11 triphasé avec neutre. Les contacts 14 sont montés sur la pièce mobile 13 soit par thermosoudure, soit par clipsage. Ils sont disposés à la partie inférieure de la pièce 13 dans des emplacements délimités par des parois latérales de protection 33. Chaque contact 14 comporte une zone de fixation 34 et se termine par deux zones de contact séparées 35, souples, destinées respectivement à venir en contact avec les points de contact 8 et 9. Pour améliorer le contact, chaque zone de contact comporte, de préférence, à sa partie inférieure, un léger renflement 36, qui peut être obtenu par emboutissage. Les figures 15 et 16 représentent, en coupe, les positions respectives du module amovible 3, de la pièce auxiliaire 16, de la pièce mobile 13 et de ses contacts 14, ainsi que de la plaque de circuit imprimé 5b. En position de fixation du module amovible 3 (fig. 15), les contacts 14 sont en contact avec la plaque 5b de circuit imprimé qui est disposée entre le fond du boîtier et la pièce mobile 9. En position déverrouillée du module amovible 3 (figure 16), le ressort de torsion 15 repousse la pièce mobile 13 et ses contacts

14 en position de déconnexion.

Un mode particulier de réalisation du module amovible 3 est représenté aux figures 11 à 14. Ses pattes latérales 19 comportent à leurs extrémités libres des crochets de retenue 37

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qui permettent de le maintenir solidaire de la face avant 2 du boîtier en position déverrouillée. Les pattes latérales 19, disposées par paires de part et d'autre du module 3, traversent des orifices 38 correspondants de la face avant 2 (figure 1). Elles possèdent une certaine élasticité, ce qui permet, en rapprochant les deux pattes latérales de chaque paire, de les introduire dans l'orifice 38 correspondant. Une fois le module amovible 3 mis en place, il est fixé sur la face avant au moyen d'une vis 39 (figure 12) qui se visse dans un orifice fileté 40 complémentaire formé dans la face avant du déclencheur (fig. 1). La vis 39 est de préférence du type imperdable, solidaire du module amovible 3 en translation selon l'axe de la vis. De cette manière, le dévissage de la vis, à travers un orifice 41 formé dans la face externe du module amovible 3, entraîne automatiquement le soulèvement du module amovible 3 par rapport à la face avant 2 du déclencheur, son déverrouillage et, en

conséquence, le passage en position de déconnexion de la pièce mobile 13.

La face externe du module amovible comporte, de manière classique, des orifices 42 pour le passage de commutateurs ou de potentiomètres de réglage. Ces orifices 42 sont alignés avec des orifices 43 de la face avant du déclencheur. Les commutateurs ou potentiomètres

de réglage, faisant partie du circuit de traitement, sont portés par le circuit imprimé 5.

L'élasticité des pattes 19 permet également une extraction complète du module amovible 3,

malgré les crochets de retenue 37.

Le module amovible 3 comporte un circuit imprimé 43, représenté de profil à la figure 13.

Le circuit imprimé 43, portant les contacts 6 du module amovible, est disposé à l'intérieur d'un logement approprié 44 prévu dans la partie inférieure du module amovible. Le circuit imprimé 43 est maintenu en place dans le logement 44 par un couvercle 45 (figure 14) qui se clipse dans le logement. Le couvercle 45 comporte des orifices 46 pour le passage des contacts 66. Par ailleurs, le couvercle 45 porte un guide de lumière 47. Lorsque le module amovible 3 est en position de fixation, une extrémité du guide de lumière vient en contact avec une diode électroluminescente d'alarme (LED 49, fig. 2) du circuit de traitement 4, montée sur le circuit imprimé 5. La diode d'alarme 49 s'allume, par exemple, lorsque le seuil de déclenchement long retard est atteint. L'information lumineuse correspondante est transmise directement par le guide de lumière 47 jusqu'à un orifice 48 correspondant formé

sur la face externe du module amovible (fig. 11), constituant ainsi un voyant lumineux.

La figure 2 schématise les connexions électriques entre le circuit imprimé 5 et le circuit imprimé 43 du module amovible 3. Dans le mode de réalisation particulier représenté à la figure 2, le circuit imprimé 43 est connecté à cinq bornes 7 du circuit de traitement 4, par des contact 6. Une première borne 7 est connectée à un point commun à quatre conducteurs

formés sur le circuit imprimé et connectés respectivement aux quatre autres bornes 7.

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Chacun des conducteurs peut être interrompu, le nombre et la disposition des conducteurs intègres correspondant à un codage, sur 4 bits, de la valeur du paramètre long retard

associé au module choisi.

A titre de variante, la pièce 13 peut être remplacée par une pièce 13a mobile en translation dans le boîtier (figure 17). La pièce auxiliaire est alors constituée par une pièce 16a, solidaire de la pièce mobile 13a. Dans le mode particulier de réalisation représenté à la figure 17, les moyens élastiques destinés à repousser le module amovible 13a en position de déconnexion sont constitués par un ressort 50, guidé dans des éléments appropriés du 1o boîtier, et prenant appui d'une part sur le fond du boîtier 1 et, d'autre part, sur un rebord de la pièce auxiliaire 16a. En position de fixation du module amovible 3 sur la face avant du déclencheur, celui repousse la pièce auxiliaire 16a, et la pièce mobile 13a, vers le fond du boîtier, à l'encontre de l'action du ressort 50 qui est alors comprimé. Les contacts 14 viennent alors en contact avec le circuit imprimé 5b. Par contre, dès que le module amovible 3 est en position déverrouillée, comme représenté à la figure 17, le ressort repousse la pièce intermédiaire 16a vers le haut, celle- ci entraînant la pièce mobile 13a,

et interrompant le contact entre les contacts 14 et le circuit imprimé 5b.

Dans tous les cas, le déverrouillage du module amovible 3 s'accompagne de la déconnexion automatique des entrées de tension du circuit de traitement. L'interruption de la connexion en tension, notamment pour la réalisation d'essais diélectriques, est réalisée simplement, par déverrouillage du module amovible 3, sans risque que l'utilisateur accède aux conducteurs sous tension (220 V) depuis la face avant, contrairement à ce qui se passait dans les dispositifs connus. L'ensemble selon l'invention regroupe ainsi avantageusement deux fonctions, à savoir le calibrage du long retard et la déconnexion de la mesure de tension. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le circuit imprimé 5 est constitué de 3 parties et, en position de déconnexion, la tension du réseau n'est présente qu'à l'entrée inférieure du connecteur 10, sur les points de contacts 8 et dans les conducteurs de la plaque du circuit imprimé 5c faisant la liaison entre le connecteur 10 et les points de contacts 8. Tous ces emplacements sont éloignés de la face avant 2 du disjoncteur et, de plus, leur accès est protégé par la présence de la face avant et, si celle-ci est retirée, par le fait que les conducteurs de liaison entre le connecteur 10 et les points de contacts 8 sont, de préférence, formés sur la face de la plaque de circuit imprimé 5c disposé vers l'intérieur,

entre les plaques de circuit imprimé 5a et 5b.

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Selon une variante de réalisation, une plaque de circuit imprimé additionnelle peut être disposée entre la face avant 2 et la plaque de circuit imprimé 5a. Ceci limite d'autant plus les risques d'accès aux pièces sous tension. Dans ce cas les points de contacts 7, la diode électroluminescente 49, les potentiomètres ou commutateurs de réglage, sont situés sur la plaque de circuit imprimé additionnelle, ou un passage adapté est prévu dans celle-ci.

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Claims

REVENDICATIONS

1.- Déclencheur électronique comportant un boitier (1), un circuit de traitement électronique (4) disposé à l'intérieur du boîtier, des moyens de connexion du circuit de traitement (4) à des conducteurs (11) d'un réseau à protéger, des moyens de détermination de paramètres de déclenchement comportant un module amovible (3), des moyens (39,40) de fixation du module amovible sur une face avant (2) du boîtier, le module amovible (3) venant en contact, en position de fixation, avec le circuit de traitement, déclencheur caractérisé en ce que les moyens de connexion comportent, à l'intérieur du boîtier (1), une pièce (13) mobile entre une position de connexion et une position de déconnexion et comportant des contacts (14) souples assurant, dans la position de connexion, un contact entre des premiers points de contact (8) d'un circuit imprimé (5b), connectés aux conducteurs (11) du réseau, et des seconds points de contact (9) du circuit imprimé (Sb) formant des entrées en tension du circuit de traitement (4), les moyens de connexion comportant des moyens élastiques (15) repoussant la pièce mobile (13) en position de déconnexion, le module amovible (3), en position de fixation, repoussant la pièce mobile (13) en position de connexion, à

l'encontre de l'action des moyens élastiques (15).

2.- Déclencheur selon la revendication 1, caractérise en ce que ladite pièce (13) est mobile

en rotation.

3.- Déclencheur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce mobile (13) comporte des ergots de rotation (22) ayant une extrémité de section rectangulaire, les faces internes (18) des parois latérales du boîtier comportant des éléments de guidage (24) associés délimitant chacun un passage rectangulaire (25) étroit et un

espace circulaire (26).

4.- Déclencheur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la pièce mobile

(13) comporte un ergot supplémentaire (32) pour la fixation d'un ressort de torsion

constituant les moyens élastiques (15).

5.- Déclencheur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce (13a) est mobile

en translation.

6.- Déclencheur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le

boîtier (1) comporte une nervure de guidage (17) sur une face interne (18) d'au moins une paroi latérale du boitier, le module amovible (3) comportant des pattes latérales o10 2790610 (19) venant en contact avec une extrémité d'une pièce auxiliaire (16), la pièce auxiliaire

étant en contact avec la pièce mobile (13) et guidée par la nervure de guidage (17).

7.- Déclencheur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le

module amovible (3) comporte des crochets de retenue (37) destinés à le maintenir

solidaire de la face avant (2) dans une position déverrouillée.

8.- Déclencheur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le

circuit de traitement comporte au moins une première plaque de circuit imprimé (5a), disposée dans le boîtier (1) à proximité de la face avant (2) et comportant des bornes (7) destinées à venir en contact avec des contacts (6) associés du module amovible (3), et une seconde plaque de circuit imprimé (5b), disposée en retrait par rapport à la face avant (2) et comportant les premiers et seconds points de contact (8,9), la pièce mobile (13) étant interposée entre la seconde plaque de circuit imprimé (5b) et la face avant

(2).

9.- Déclencheur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les

moyens de fixation du module amovible (3) comportent un orifice fileté (40) formé dans la face avant (2) du déclencheur et une vis complémentaire (39) solidaire du

module amovible (3) en translation selon l'axe de la vis.

10.-Déclencheur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le

module amovible (3) comporte un guide de lumière (47) venant en contact avec une diode électroluminescente d'alarme (49) du circuit de traitement (4) lorsque le module

amovible (3) est en position de fixation.