FR2892852A1

FR2892852A1 - Keying system for prohibiting association of modular electrical apparatuses e.g. quadripolar circuit breaker, has rivets for grouping set of unipolar circuit breakers forming quadripolar circuit breaker

Info

Publication number: FR2892852A1
Application number: FR0511065A
Authority: FR
Inventors: David Haag; Loic Meyer
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-04
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: FR2892852B1

Abstract

The system has rivets (4) for grouping a set of unipolar circuit breakers forming a quadripolar circuit breaker (2). The rivets (4) have lengths corresponding to juxtaposition of widths of the unipolar circuit breakers, where the rivets (4) have a hollow cavity at one of their ends and are cooperated with pins projecting from a lateral surface of a differential switch. The unipolar circuit breakers comprise cases, which are assembled using rivets (5) free of hollow cavity.

Description

Système de détrompage pour l'association d'appareils électriquesKeying system for the combination of electrical appliances

La présente invention concerne un système de détrompage visant à interdire l'association de deux appareils électriques par exemple modulaires assurant une fonction différente lorsqu'une telle association est interdite par la norme. Le problème se pose par exemple pour un bloc différentiel et un disjoncteur accolés sur un rail. Une telle combinaison est très fréquente car elle permet de préserver la distinction entre la fonction différentielle et la fonction de disjonction tout en offrant la possibilité de les coupler. Elle évite au constructeur d'avoir à créer une gamme spécifique de disjoncteurs différentiels avec une multitude de références, en plus des disjoncteurs et des blocs différentiels qui doivent de toute façon être présents dans une gamme complète. L'association des appareils est réalisée par l'utilisateur. Or, certaines de ces associations sont susceptibles de poser problème, notamment en termes de sécurité. Par conséquent, la norme les interdit. Pour empêcher les utilisateurs d'outrepasser cette norme, il est connu d'utiliser des systèmes de détrompage mettant en oeuvre des moyens d'éviter la combinaison de produits non prévus pour fonctionner ensemble. The present invention relates to a foolproof system to prohibit the association of two electrical appliances, for example modular, providing a different function when such an association is prohibited by the standard. The problem arises for example for a differential block and a circuit breaker mounted on a rail. Such a combination is very common because it preserves the distinction between the differential function and the disjunction function while offering the possibility of coupling them. It avoids the manufacturer having to create a specific range of differential circuit breakers with a multitude of references, in addition to circuit breakers and differential blocks that must anyway be present in a complete range. The device association is performed by the user. However, some of these associations are likely to pose a problem, particularly in terms of security. Therefore, the standard prohibits them. To prevent users from exceeding this standard, it is known to use foolproof systems implementing means to avoid the combination of products not intended to work together.

Dans le cas des blocs différentiels / disjoncteurs, les normes imposent par exemple un détrompage polaire qui vise à interdire certaines associations de produits présentant un nombre de pôles différents. Ainsi, la combinaison d'un disjoncteur unipolaire avec un bloc différentiel bipolaire est interdite. Il en va de même pour la combinaison disjoncteur tripolaire / bloc différentiel tétrapolaire. La norme permet évidemment l'association de produits présentant un nombre de pôles identiques, et elle ne se prononce pas dans les autres cas. Pour mettre en oeuvre un détrompage de ce type, il existe de nombreuses solutions. Celles-ci ont dans la plupart des cas un impact non négligeable sur l'industrialisation des appareils. Or, le disjoncteur est un appareil produit en de très grandes quantités, dont 10% seulement est utilisé en combinaison avec des blocs différentiels pour constituer un disjoncteur différentiel. Les constructeurs cherchent par conséquent à minimiser l'impact du détrompage sur le process de fabrication du disjoncteur. Cela est d'autant plus important que les produits à plusieurs pôles sont en fait une juxtaposition de modules unipolaires identiques. Prévoir sur ces modules des dispositifs additionnels en vue du détrompage n'est donc pas forcément très aisé, en particulier économiquement, parce qu'il ne faut pas remettre en cause la polyvalence des modules unipolaires, ou la rendre plus difficile. In the case of differential / circuit breaker blocks, the standards require, for example, polar polarization which aims to prohibit certain product combinations having a different number of poles. Thus, the combination of a unipolar circuit breaker with a bipolar differential block is prohibited. The same is true for the three-pole circuit breaker / four-pole differential block combination. The standard obviously allows the combination of products having an identical number of poles, and it is not pronounced in other cases. To implement a foolproof of this type, there are many solutions. These have in most cases a significant impact on the industrialization of the devices. However, the circuit breaker is a device produced in very large quantities, only 10% of which is used in combination with differential blocks to constitute a differential circuit breaker. Manufacturers therefore seek to minimize the impact of foolproofing on the breaker manufacturing process. This is all the more important as the products with several poles are in fact a juxtaposition of identical unipolar modules. Foreseeing on these modules additional devices for keying is therefore not necessarily very easy, especially economically, because we must not question the versatility of unipolar modules, or make it more difficult.

La présente invention propose une solution selon laquelle l'impact du détrompage sur le process de fabrication des disjoncteurs est minimalisé, et n'a aucun effet sur les modules unitaires, qui conservent dès lors leur polyvalence. Dans l'hypothèse d'un détrompage polaire, il est même possible, selon l'invention, d'aboutir à un impact industriel totalement nul. A ces effets, le système de détrompage de l'invention, visant comme mentionné auparavant à interdire l'association de deux appareils électriques par exemple modulaires assurant une fonction différente accolés l'un à l'autre suivant une de leur face latérale, lorsqu'une telle association est interdite par la norme, l'un desdits appareils étant soit unipolaire à boîtier constitué de deux coques assemblées par rivetage, soit multipolaire et constitué de plusieurs appareils unipolaires assemblés par rivetage, le second appareil ayant un boîtier unique quel que soit le nombre de pôles, se caractérise à titre principal en ce qu'au moins une des extrémités, soit la tête soit l'extrémité bouterollée, d'un ou plusieurs rivets débouchant sur une même face latérale d'un boîtier unipolaire ou d'un groupement multipolaire présente une empreinte creuse destinée à coopérer avec un nombre au plus égal de pions dépassant de la face latérale à accoler du second appareil, dont la forme et la localisation permettent une interaction avec les empreintes. The present invention proposes a solution according to which the impact of the foolproofing on the manufacturing process of the circuit breakers is minimized, and has no effect on the unitary modules, which therefore retain their versatility. In the hypothesis of polar polarization, it is even possible, according to the invention, to achieve a totally zero industrial impact. To these effects, the foolproof system of the invention, aimed as mentioned before to prohibit the combination of two electrical appliances for example modular providing a different function contiguous to each other along one of their side face, when such an association is prohibited by the standard, one of said apparatuses being either unipolar with a casing consisting of two shells assembled by riveting, or multipolar and consisting of several unipolar devices assembled by riveting, the second apparatus having a single casing whatever the number of poles, is principally characterized in that at least one of the ends, either the head or the riveted end, of one or more rivets opening on the same side face of a unipolar casing or a grouping multipole has a hollow footprint intended to cooperate with an equal number of pions protruding from the lateral face to attach to the second appa reil, whose shape and location allow interaction with fingerprints.

Le système de détrompage de l'invention est donc basé sur l'existence des rivets d'assemblage des boîtiers unipolaires ou des groupements multipolaires. Dans sa portée la plus générale, le système de l'invention permet de mettre en oeuvre des détrompages complexes du fait des nombreuses combinaisons offertes par les différents types d'empreintes d'une part, leur présence d'autre part et enfin leur localisation. Le système est cependant particulièrement judicieux quand il est appliqué à un détrompage polaire censé mettre en oeuvre la norme et ses interdictions, car il devient sensiblement plus simple à appliquer. Dans ce cas, selon une configuration préférentielle : - les rivets d'assemblage des boîtiers unipolaires et des groupements tripolaires ont leur extrémité dépourvue d'empreinte creuse ; au moins un des rivets d'assemblage des groupements bipolaires et des groupements tétrapolaires comporte une empreinte creuse à l'une de ses extrémités ; la face latérale des boîtiers des blocs différentiels bipolaires et tétrapolaires comporte au moins un pion prévu pour coopérer avec le ou les rivets. L'impact, en terme de process de fabrication, est alors très réduit. Cette solution reflète au surplus la norme en vigueur puisqu'elle empêche la combinaison entre un disjoncteur unipolaire et un bloc différentiel bipolaire d'une part, et la combinaison entre un disjoncteur tripolaire et un bloc disjoncteur quadripolaire d'autre part. De préférence encore, la totalité des rivets d'assemblage des groupements bipolaires et des groupements tétrapolaires présente une tête pourvue d'une empreinte creuse. Dans cette hypothèse, l'impact du détrompage dans la fabrication du disjoncteur est nul, puisque les groupements bipolaires et les groupements tétrapolaires sont systématiquement fabriqués avec des rivets dont la tête est munie d'une empreinte creuse, quelle que soit leur utilisation ultérieure. Les disjoncteurs unipolaires ne sont pas non plus affectés, puisque, comme indiqué auparavant, les rivets d'assemblage de leur boîtier sont dépourvus d'empreintes creuses. Il suffit alors de prévoir, pour les blocs différentiels bipolaires et tétrapolaires 15 des pions de détrompage en nombre correspondant au nombre de rivets de regroupement. Selon une possibilité, les empreintes sont des évidements cylindriques. Les pions sont alors de préférence également cylindriques. L'invention va à présent être décrite plus en détails, en référence aux figures 20 annexées, pour lesquelles : la figure 1 est un tableau qui présente les combinaisons d'appareils théoriquement possibles, et la position de la norme par rapport à ces associations ; - la figure 2 montre, en perspective, l'association d'un bloc différentiel 25 tétrapolaire avec un disjoncteur tétrapolaire ; la figure 3 représente en perspective éclatée un groupement de quatre disjoncteurs unipolaires en vue de constituer un disjoncteur tétrapolaire ; la figure 4 représente un disjoncteur tétrapolaire muni d'un système de détrompage selon l'invention ; 30 la figure 5 constitue une représentation partielle de la face d'accolement d'un bloc différentiel muni de pions de détrompage selon l'invention ; et la figure 6 est un tableau qui récapitule les différentes possibilités offertes par la combinaison de l'invention. En référence à la figure 1, les lignes du tableau représentent les différents 35 types de disjoncteurs, allant du disjoncteur unipolaire au disjoncteur tétrapolaire. Les colonnes représentent les différents blocs différentiels existant sur le marché, allant des blocs bipolaires aux blocs tétrapolaires. Les associations interdites par la norme sont indiquées par la lettre N. Les combinaisons qui sont autorisées sont référencées O, et les cases pourvues d'un tiret indiquent qu'il n'y a aucune obligation normative. En d'autres termes, pour des raisons essentiellement de sécurité, la norme ne permet pas l'association d'un disjoncteur unipolaire à un bloc différentiel bipolaire, pas plus que l'association d'un disjoncteur tripolaire à un bloc différentiel tétrapolaire. Bien entendu, les combinaisons les plus sûres, qui sont recommandées et validées par la norme, sont celles qui font intervenir un disjoncteur et un bloc différentiel comptant le même nombre de pôles. C'est ce qui est notamment illustré en figure 2, qui montre un bloc différentiel tétrapolaire (1) combiné à un disjoncteur tétrapolaire (2). En réalité, comme en témoigne la figure 3, le disjoncteur tétrapolaire (2) est formé de quatre disjoncteurs unipolaires (3) regroupés à l'aide de rivets (4). Ces rivets (4) de regroupement ont une longueur correspondant à la juxtaposition des largeurs des quatre modules unitaires (3). Ils sont disposés aux extrémités d'une ligne approximativement diagonale au boîtier de chaque disjoncteur (3) unipolaire. Ces boîtiers sont eux-mêmes assemblés à l'aide de rivets (5), disposés selon une ligne qui forme approximativement la seconde diagonale de chaque boîtier. Le système de détrompage de l'invention est basé sur l'utilisation de ces rivets, qui sont toujours présents pour l'assemblage à la fois des modules unitaires (3) et des groupements de plusieurs modules (2). Pour ce qui concerne par exemple les disjoncteurs bipolaires ou tripolaires, les rivets (4) présentent simplement des longueurs adaptées, et ils sont par conséquent plus courts que ceux qui sont représentés en figure 3. The keying system of the invention is therefore based on the existence of assembling rivets unipolar housings or multipole groups. In its most general scope, the system of the invention makes it possible to implement complex coding because of the many combinations offered by the different types of fingerprints on the one hand, their presence on the other hand and finally their location. The system is however particularly judicious when it is applied to polar polar keying supposed to implement the norm and its prohibitions, because it becomes significantly simpler to apply. In this case, according to a preferred configuration: the assembly rivets of the unipolar housings and the three-pole groups have their ends devoid of hollow impressions; at least one of the joining rivets of the bipolar groups and four-pole groups has a hollow imprint at one of its ends; the lateral face of the housings of the bipolar and four-pole differential blocks comprises at least one pin provided to cooperate with the rivet or rivets. The impact, in terms of manufacturing process, is then very small. This solution also reflects the current standard since it prevents the combination between a single-pole circuit breaker and a bipolar differential unit on the one hand, and the combination between a three-pole circuit breaker and a quadrupole circuit breaker block on the other hand. More preferably, all assembly rivets of the bipolar groups and four-pole groups has a head provided with a hollow cavity. In this case, the impact of foolproofing in the circuit breaker manufacturing is zero, since the bipolar groups and four-pole groups are systematically manufactured with rivets whose head is provided with a hollow footprint, regardless of their subsequent use. Unipolar circuit breakers are not affected either, since, as previously indicated, the assembly rivets of their housing are devoid of hollow impressions. It then suffices to provide, for the bipolar and four-pole differential blocks, polarization pins in number corresponding to the number of grouping rivets. According to one possibility, the cavities are cylindrical recesses. The pions are preferably also cylindrical. The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which: FIG. 1 is a table showing the theoretically possible combinations of apparatuses, and the position of the standard with respect to these associations; FIG. 2 shows, in perspective, the association of a four-pole differential unit with a four-pole circuit breaker; 3 shows in exploded perspective a group of four unipolar circuit breakers to form a four-pole circuit breaker; FIG. 4 represents a four-pole circuit breaker provided with a coding system according to the invention; FIG. 5 is a partial representation of the joining face of a differential unit provided with coding pins according to the invention; and Figure 6 is a table summarizing the different possibilities offered by the combination of the invention. With reference to FIG. 1, the lines of the table represent the different types of circuit breakers, ranging from the unipolar circuit breaker to the four-pole circuit breaker. The columns represent the different differential blocks existing on the market, ranging from bipolar blocks to four-pole blocks. The associations forbidden by the norm are indicated by the letter N. The combinations which are authorized are referenced O, and the boxes provided with a dash indicate that there is no normative obligation. In other words, for reasons of safety, the standard does not allow the association of a unipolar circuit breaker to a bipolar differential block, any more than the combination of a three-pole circuit breaker to a four-pole differential block. Of course, the safest combinations, which are recommended and validated by the standard, are those involving a circuit breaker and a differential block with the same number of poles. This is illustrated in particular in FIG. 2, which shows a four-pole differential unit (1) combined with a four-pole circuit breaker (2). In fact, as shown in Figure 3, the four-pole circuit breaker (2) is formed of four unipolar circuit breakers (3) grouped using rivets (4). These grouping rivets (4) have a length corresponding to the juxtaposition of the widths of the four unitary modules (3). They are disposed at the ends of an approximately diagonal line to the housing of each unipolar circuit breaker (3). These housings are themselves assembled using rivets (5), arranged in a line that forms approximately the second diagonal of each housing. The foolproof system of the invention is based on the use of these rivets, which are always present for the assembly of both the unit modules (3) and the groupings of several modules (2). As regards, for example, bipolar or three-pole circuit-breakers, the rivets (4) simply have adapted lengths, and are therefore shorter than those shown in FIG.

Pour un disjoncteur unipolaire (3), les quatre rivets sont de longueur unitaire, en substance celle des rivets (5) de la figure 3. La face latéralement d'accolement du produit, qu'il soit unitaire (3) ou le résultat d'un regroupement, présente soit les têtes des rivets (4, 5), soit les extrémités bouterollées de ces derniers. II est possible de pratiquer, dans ces têtes ou dans les extrémités bouterollées, des évidements pouvant coopérer avec des pions dépassant de la face latérale du bloc différentiel (1) à accoler au disjoncteur (2). L'existence de quatre têtes, ou de quatre extrémités bouterollées, dans lesquelles il est possible de réaliser des évidements de formes différentes permet d'aboutir à un grand nombre de configurations de détrompage, et donc d'effectuer un détrompage complexe par exemple du type ampèremétrique et polaire. Dans l'hypothèse d'un détrompage polaire qui doit obéir aux exigences normatives telles qu'elles sont résumées dans la figure 1, le détrompage à mettre en oeuvre est beaucoup plus simple, puisqu'il suffit que les rivets de regroupement (4) des produits bipolaires et tétrapolaires soient munis d'un évidemment, comme cela est représenté en figure 4 pour un disjoncteur tétrapolaire. Dans ce cas, les têtes des deux rivets de regroupement (4) présentent un évidement cylindrique, alors que les têtes des rivets d'assemblage (5) de chaque module unitaire (3) sont plates. Le haut de la face latérale d'un bloc différentiel (1), au niveau de la serrure, est montré en figure 5. Il fait apparaître, sous un plot de couplage (6) des boîtiers, un pion de détrompage (7) également d'allure cylindrique, destiné à s'insérer dans l'évidement équipant la tête du rivet de regroupement (4). For a unipolar circuit-breaker (3), the four rivets are of unit length, essentially that of the rivets (5) of FIG. 3. The lateral side of the product, whether unitary (3) or the result of a grouping, presents either the heads of the rivets (4, 5), or the bolted ends of the latter. It is possible to practice, in these heads or in the cut-off ends, recesses that can cooperate with pins protruding from the side face of the differential block (1) to be attached to the circuit breaker (2). The existence of four heads, or four pinned ends, in which it is possible to make recesses of different shapes makes it possible to obtain a large number of coding configurations, and thus to carry out complex coding, for example of the type ammeter and polar. In the hypothesis of polar polarization which must obey the normative requirements as summarized in FIG. 1, the keying to be implemented is much simpler, since it is sufficient that the grouping rivets (4) of the bipolar and four-pole products are provided with a recess, as shown in Figure 4 for a four-pole circuit breaker. In this case, the heads of the two grouping rivets (4) have a cylindrical recess, while the heads of the assembly rivets (5) of each unit module (3) are flat. The top of the side face of a differential block (1), at the lock, is shown in Figure 5. It shows, under a coupling stud (6) housings, a keying pin (7) also of cylindrical shape, intended to fit into the recess equipping the head of the grouping rivet (4).

Ces pions (7) sont prévus uniquement pour les blocs différentiels bipolaires et tétrapolaires, ce qui permet en pratique de réaliser les associations qui sont montrées dans le tableau de la figure 6. Les seules impossibilités concernent les associations d'un disjoncteur unipolaire avec un bloc différentiel bipolaire ou tétrapolaire, puisque les têtes des rivets de regroupement (4) ne présentent pas d'évidement, ainsi que les associations d'un disjoncteur tripolaire avec des blocs différentiels bipolaires et tétrapolaires, pour la même raison. La solution de l'invention présente un intérêt considérable d'un point de vue économique, puisqu'elle n'a aucune incidence sur la fabrication des disjoncteurs. En effet, il est alors possible de fabriquer dans tous les cas les disjoncteurs bipolaires et tétrapolaires avec des rivets de regroupement (4) à têtes munies d'un évidement. De même, les disjoncteurs tripolaires seront tous équipés de rivets de regroupement (4) à tête pleine. Les blocs différentiels (1) bipolaires et tétrapolaires seront dans tous les cas équipés de pions dépassant de leur face latérale.25 These pins (7) are provided only for the bipolar and four-pole differential blocks, which makes it possible in practice to achieve the associations shown in the table of FIG. 6. The only impossibilities concern the associations of a unipolar circuit breaker with a block bipolar differential or four-pole differential, since the heads of grouping rivets (4) have no recess, and the associations of a three-pole circuit breaker with bipolar and four-pole differential blocks, for the same reason. The solution of the invention is of considerable interest from an economic point of view since it has no impact on the manufacture of circuit breakers. Indeed, it is then possible to manufacture in all cases the bipolar and four-pole circuit breakers with grouping rivets (4) with heads provided with a recess. Likewise, the three-pole circuit breakers will all be equipped with grouping rivets (4) with solid heads. The bipolar and four-pole differential blocks (1) will in all cases be equipped with pions protruding from their lateral faces.

Claims

1. Foolproofing system to prohibit the combination of two electrical devices eg modular providing a different function, the differential block type (1) and circuit breaker (2), and joined to each other along one of their faces when such an association is prohibited by the standard, one of said apparatuses (2) being either unipolar with a casing consisting of two shells assembled by riveting, or multipolar and consisting of several unipolar devices (3) assembled by riveting, the second apparatus (1) having a single housing regardless of the number of poles, characterized in that at least one of the ends, either the head or the studded end, of one or more rivets (4, 5) opening on one and the same side face of a unipolar casing (3) or of a multipolar array (2) has a hollow cavity intended to cooperate with an equal number of pegs (7) protruding from the lateral face to be attached to the seco nd apparatus (1), the shape and location of which allow interaction with the fingerprints.

2. polar polar keying system according to the preceding claim, characterized in that: the assembly rivets (5) unipolar housings (3) and three-pole groups have their ends devoid of hollow cavity; at least one of the rivets (4) for assembling the bipolar groups and the four-pole groups (2) comprises a hollow cavity at one of its ends; the lateral face of the housings of the bipolar and four-pole differential units (2) comprises at least one pin (7) designed to cooperate with the rivet or rivets (4).

3. Polar polar keying system according to the preceding claim, characterized in that all rivets (4) assembling bipolar groups and four-pole groups (2) has a head provided with a hollow cavity.

4. Keying system according to any one of the preceding claims, characterized in that the indentations are cylindrical recesses.

5. Keying system according to any one of the preceding claims, characterized in that the pins (7) are cylindrical.