Brevet FR2372523A1 — publié le 19780623

L'invention concerne un dispositif de connexion électrique destiné à connecter un circuit électrique, porté par un coffret mobile sur des guides à l'intérieur d'un bâti-d'équipement électrique, à une source de courant à l'intérieur du bâti, ce dispositif étant constitué par un élément mâle à deux conducteurs plats, munis chacun d'une borne, pouvant être fixé à l'intérieur du bâti, et un ensemble femelle à deux mâchoires pivotantes entre lesquelles sont insérées des extrémités de conducteurs plats reliés au circuit électrique du coffret, la connexion entre les conducteurs de l'élément mâle et ceux de l'ensemble femelle s'opèrant par déplacement du coffret sur ses guides suivi d'un verrouillage des contacts en position fixe du coffret. On sait que dans beaucoup d'appareils ou d'installations électriques, les circuits électriques sont montés sur des supports contenus dans des coffrets disposés à l'intérieur de leur bâti. Souvent ces coffrets sont placés sur des guides du bâti qui sont orientés perpendiculairement à la face avant du bâti et de maniere a pouvoir glisser sur ces guides d'avant en arrière et inversement. Ils peuvent donc être retirés aisément à condition de les avoir auparavant déconnectés du circuit interne ou, ce qui est le plus souvent le cas, de la ligne d'alimentation électrique. Evidemment la connexion électrique doit etre rétablie avec cette ligne d'alimentation lorsguton les remet en place dans le bâti. Souvent l'endroit où s'opère la connexion ou la déconnexion est inaccessible à partir de la face avant et se trouve vers la face arriere de l'équipement, tandis que les commandes se trouvent sur la face avant. Ceci oblige le personnel à effectuer pour des équipements en lignes un long trajet pour accéder à la face arrière. Cette possibilité est d'ailleurs exclue si la face arrière a été adossée contre un mur pour gagner de la place. D'autre part si le circuit électrique contenu dans le coffret est formé par une densité élevée de circuits intégrés et qu'il consomme un fort ampérage, l'alimentation en courant continu doit se faire par un mode de distribution à basse impédance. Un mode de distribution connu consiste par exemple à utiliser des barres omnibus constituées par des conducteurs à surface plane superposés et isolés entre eux au moyen d'un matériau diélectrique particulier rla valeur de l'impédance est déterminée par la géométrie et le choix du matériau). I1 est par conséquent nécessaire que le dispositif de connexion établisse aussi une telle liaison de basse impédance entre ces barres omnibus et la source de courant continu. Les problèmes soulevas précédemment ont été résolus par le dispositif de connexion électrique conforme à l'invention. Ce dispositif permet de connecter le circuit électrique d'un coffret, par ailleurs mobile sur des guides, à une ligne électrique placée derrière lui ou de le déconnecter en agissant uniquement sur la face avant du coffret. Le dispositif comprend un élément conducteur mâle, pouvant être fixe à l'intérieur d'un bâti, et un ensemble femelle, lequel peut être monté en face de l'élément mâle, sur la face arrière d'un coffret mobile sur des guides du bâti, cet ensemble femelle comportant un axe de commande accessible à l'avant du coffret qui permet de verrouiller l'ensemble femelle après sa connexion avec l'élément mâle par déplacement du coffret sur ses guides, de façon que des conducteurs placés dans l'ensemble femelle soient pressés contre l'élément conducteur mâle et que le coffret soit immobilise dans ce bâti. Le dispositif est caractérisé en ce que l'élément mâle est composé de deux barres conductrices plates, accolées l'une à l'autre par une de leurs faces, et isolées électriquement l'une de l'autre par un matériau diélectrique, l'une des barres étant moins large que l'autre et disposée au milieu de sa largeur, en ce que l'ensemble femelle est composé d'une armature dans laquelle sont montées deux mâchoires en matériau isolant pouvant pivoter symétriquement par rapport à leur plan de contact, au moyen d'un axe de commande.En outre lesdites m choires comportent des moyens pour retenir des extrémités d'une première et d'une seconde paires de barres conductrices plates, les deux barres dans chaque paire étant accolées l'une à l'autre mais isolées entre elles par un matériau diélectrique, une des extrémités dans chaque paire étant plus courte que l'autre, et les extrémités de même longueur de chaque paire placées dans un même plan l'une en face de l'autre mais séparées par un intervalle, en ce que la connexion de l'élément mâle avec l'ensemble femelle s'opère par engagement des deux barres de l'élément mâle entre les mâchoires ouvertes par la rotation de l'axe de commande, la barre la plus large recouvrant les deux extrémités des barres insérées les plus courtes et la barre la moins large recouvrant les deux extrémités de barres insérées les plus longues. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 représente une vue en élévation d'une face longitudinale d'un mode de réalisation d'un ensemble femelle du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 représente une vue en élévation de la face arrière de l'ensemble femelle de la figure 1. La figure 3 représente une vue du dessus, d'une section transversale selon la ligne A-B, de l'ensemble femelle de la figure 1. La figure 4 représente une vue en perspective de l'élément mâle du présent dispositif. La figure 5 represente schématiquement une vue de l'ensemble femelle prêt à recevoir l'élément mâle. La figure 6 représente une autre vue en élévation de l'élément mâle inséré dans l'ensemble femelle,ce dernier comportant des extrémités de conducteurs plats du type représenté en détail par la figure 6a. La figure 7 représente schématiquement une vue du dessus de l'ensemble femelle monté dans un coffret et de l'élément mâle fixé à un bâti. Les vues en élévation de l'ensemble femelle montrent une face longitudinale sur la figure 1 et la face arrière latérale sur la figure 2, toutes deux à contours sensiblement rectangulaires. L'ensemble femelle comprend une armature 10 qui est composée principalement de deux ceintures 11 et 12, de même forme, et qui sont disposées symétriquement par rapport a un axe de commande 13. Chaque ceinture a été réalisée à partir d'une bande d'acier qui a été recourbée pour obtenir les quatre coins d'un profil rectangulaire. En outre,chaque bande a été coupéesur son bord extérieur pour former des rebords 14 sur la face supérieure et des rebords 15 sur la face inférieure, qui sont dirigés verticalement les uns contre les autres. Des montants 16 et 16a à fer profilé en U, sont retenus par les bords 14 et 15 de chaque ceinture. dont les faces supérieures ont été reliées rigidement au moyen d'une traverse 17 ; il en est de même sur les faces inférieures au moyen d'une autre traverse 18, ces traverses étant toutes de même dimensions. Des trous pratiqués dans les faces supérieure et inférieure des ceintures 11 et 12, ainsi que dans les extrémités des traverses,laissent passer deux tiges cylindriques 19 et 20 qui sont bloquées en position fixe par des bagues d'arrêt 21 insérées dans des gorges annulaires des tiges 19 et 20. Vers l'avant, les parties recourbées des ceintures sont vissées sur la paroi latérale 49a d'un montant profilé 49 en U à ailes longitudinales. A l'intérieur de l'armature 10 sont montes deux mâchoires 22 et 23, chacune constituée par quatre blocs respectivement référencés 24, 25, 26, 27, pour la mâchoire 22, et 28, 29, 30, 31 pour l'autre mâchoire 23. En section transversale chaque bloc se présente sous forme d'un L, la branche extérieure de chaque bloc comportant une rainure en U, dans laquelle passe les tiges référencées 19 pour les blocs 24 à 27, et 20 pour les blocs 28 à 31. Sur la figure 3 on a représentée une vue du dessus de l'ensemble femelle coupé au niveau de la ligne A-B de la figure 1, avec les blocs visibles 24 et 28 appartenant respectivement aux mâchoires 22 et 23. Les deux blocs 24 et 28 sont appliqués l'un contre l'autre par leurs faces internes sous la poussée de tampons élastiques 32 et 33 qui sont appuyés respectivement contre les dos des montants 16 et 16a et contre les fonds des évidements circulaires respectifs 34 et 35 dans les blocs 24 et 28. Ces tampons elastiques sont de préférence constitués par des cylindres en caoutchouc à base de polyuréthane. Leur longueur est inférieure à la distance entre un fond d'évidement et un dos de montant opposé, de sorte qu'après montage ils soient sous contrainte et exercent des efforts conjugues sur les deux blocs 24 et 28 pour les appliquer l'un contre l'autre. Tous les autres blocs sont montés de cette façon avec des tampons élastiques semblables, et ils sont superposés mais séparés entre eux en hauteur par l'épaisseur d'une entretoise métallique glissée sur chaque tige 19 et 20, et dont trois 36, 37, 38 sont visibles sur la figure 1. Les faces internes de deux blocs quelconques sont conformées de manière qu'elles puissent s'appliquer l'une à l'autre par des surfaces plates 39 et 40 pour une série de blocs et des surfaces plates 41 et 42 sur la serie de blocs opposées ; cela laisse,d'une part,un passage central 43 de section rectangulaire au milieu des blocs et,d'autre part,une gorge 44 verticale, parallèle au passage 43,située vers les faces avant 50 de ces blocs. Cet élément femelle est destiné à operer la connexion entre un elément metallique male,qui sera décrit par la suite, et des conducteurs placés dans le passage central 43, conducteurs reliés à un circuit électrique qui doit être connecté à une source électrique. Pour plus de clarte,sur les dessins ces conducteurs n'ont pas été repré sentés sur les figures 1, 2 et 3 mais seulement sur la figure 6. En se référant à la figure 3 on voit que les deux blocs 24 et 28 sont en contact dans la gorge 44 avec une crête 45 et une partie terminale de la section tronconique 48 d'un poussoir 46. Ce poussoir 46 est appuyé de même manière contre les autres blocs et il atteint en hauteur les parois supérieures des ceintures 11 et 12 ainsi que les parois inférieures dans l'intervalle 47 les séparant. Dans un perçage taraudé 51 du poussoir 46-est vissé un bout fileté d'une tige 52 cylindrique. Celle-ci traverse un passage dans la paroi 49a, et se termine par une bride 54 qui est appuyée au dos du poussoir 46. Une butée à bille 53 est insérée entre la paroi 49a et la bride 5. A l'extérieur de la paroi 49a, la tige 52 se termine par un manchon 55 dans lequel est goupillé l'axe de commande 13. La figure 4 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation de l'élément de contact mâle du présent dispositif de connexion. Il comprend deux barres plates 80 et 81 conductrices, accolées l'une à l'autre, et dont le profil général rappelle approximativement un L. Pour isoler les deux barres électriquement entre elles, un matériau diélectrique 82 les sépare sur leurs faces accolées et un isolant est appliqué sur les rebords 88 et 88a. Sur la partie avant droite 79 la barre plate du milieu 81 a la moitie de la largeur de la barre plate sous jacente 80 et elle est disposée à égale distance de ses bords. Deux languettes en équerre 83 et 84 prolongent ces barres et portent des bornes 85 et 86 électriques, à passages taraudés, dirigées dans un sens paral lèle mais opposé à celui de la partie avant 79. Cet élément de connexion mâle peut être fixé sur un support convenable par des vis passant dans deux perforations 89 et 89a d'une platine 87 de fixation qui est solidaire, mais isolée électriquement du conducteur 81 par une couche isolante. Pour des raisons d'isolement la face arrière (non visible sur la figure 4) de l'élément est aussi enduite d'une couche électriquement isolante, sauf la partie arrière des languettes 83 et 84. De même la surface visible sur la figure 4 est recouverte par un isolant, sauf la partie avant 79 et les languettes 83 et 84 ainsi que leurs bornes 85 et 86 qui sont dénudées. La figure 5 représente une vue simplifiée de la figure 3 et dans laquelle les mâchoires 22 et 23 sont entrouvertes. Pour écarter les mâchoires 22 et 23 et former un angle d'ouverture comme représenté, on fait tourner manuellement l'axe de commande 13 de façon que le poussoir 46 avance et que les blocs de chaque mâchoire effectuent une rotation autour de leur tige respective 19 et 20. Par suite de la compression des tampons élastiques l'effort à appliquer à l'axe de commande 13 pour ouvrir les mâchoires devient tellement élevé, après quelques degres d'ouverture, qu'on ne peut plus tourner l'axe de commande. Cependant cette faible ouverture suffit pour que les conducteurs plats 80 et 81 puissent être introduits entre les blocs des mâchoires 22 et 23 comme cela est représenté par la figure 6. L'ensemble femelle tel que décrit précédemment comporte, en outre, quatre extrémités de barres conductrices 90, 91, 90a et 91a qui ont été représentées pour plus de clarté par des traits noirs épais sur la figure 6, celle-ci représentant la face arrière de l'ensemble femelle où s'opère la connexion avec l'élément mâle. Ces quatres conducteurs peuvent être utilisés pour relier un circuit électrique, placé dans un coffret mobile à l'intérieur d'un bâti, à une source de courant électrique au moyen de l'élément mêle inséré entre les deux mâchoires entrouvertes et qui est préalablement réuni par ces bornes à cette source de courant électrique. On remarquera sur les figures 6 et 6a que les barres 90 et 91 sont plates et accolées l'une à l'autre mais isolées électriquement entre elles par un matériau diélectrique 96. il en est de même pour les barres accolées 90a et 91a. Les extrémités 90/91 sont placées de façon opposée aux extrémités 90a/91a entre les blocs des deux mâchoires, deux,90/91 par le haut5deux 90a/91a par le bas, les faces plates-des extrémités des barres 90 et 90a étant adossées contre les blocs 28, 29, 30 et 31. Les extrémités des conducteurs 90 et 90a sont plus longues que celles des conducteurs 91 et 91a et un intervalle plus important existe entre les extrémités plus courtes 91 et 91a qu'entre les extrémités plus longues 90 et 90a. Sur les blocs extérieurs 98 et 31 sont visses respectivement des plaquettes isolantes minces 92 et 93. Dans ces plaquettes sont ménagés des passages 94 et 95 à section rectangulaire correspondant à l'épaisseur et à la largeur des barres 90/91 et 90a/91a. Ces barres doivent être relativement minces pour être légèrement flexibles et leur permettre de suivre les mouvements des blocs 28 et 31 lors de l'ouverture ou de la fermeture des deux mâchoires 22 et 23. Par contre les deux barres plates ne peuvent pas glisser longitudinalement le long des blocs, entre les deux mâchoires, parce qu'elles sont maintenues fixes dans des rainures 97 et 98 de ces blocs 28 et 31, ajustées à leurs dimensions. Sur la figure 6 on a montré comment l'élément mâle peut s' insérer jusqu'à son coude entre les deux mâchoires quand elles sont légèrement écartées. La barre du milieu 81 est alors placée en face des deux extrémités des conducteurs 90 et 90a tandis que la barre plus large 80 se trouve face aux deux extrémités des barres plates 91 et 91a. Lorsque l'axe de commande 13 est tourné dans le sens inverse au sens précédent d'ouverture ou d'écartement des mâchoires, la pression permanente qui s'exerce sur les flancs des blocs par les tampons clastiques fait que ceux-ci se referment sur les conducteurs de sorte que les barres 80 et 81 sont pressées contre les barres plates 90/9fla et 91/91a. Des liaisons électriques existent alors entre les extrémités des conducteurs 90 et 90a par l'intermédiaire de la barre du milieu 81 et d'autres liaisons électriques sont établies par les deux extrémités des conducteurs 91 et 91a avec la barre 80. On peut observer qutune connexion électrique entre les conducteurs 91 et SI n'est pas à craindre à cause de la couche isolante qui est appliquée sur les deux rebords 88 et 88a de la barre du milieu 81 (representée sur la figure 4). Sur la figure 7 on a montré comment un dispositif selon l'invention peut être monté sur un coffret mobile installé dans un bâti d'équipement électrique. On connaît bien les avantages des circuits électriques montés dans des coffrets qui sont mobiles sur des guides d'un bâti. En particulier, l'avantage de pouvoir les retirer facilement pour les dépanner. Par contre, il existe le problème de les connecter ou déconnecter à une source de tension à l'intérieur d'un bâti parce que la face frontale de l'équipement est,en général, utilisée pour des organes de commande et la face arriere, qui comporte les connecteurs d'alimentation électrique, est souvent peu, sinon difficilement accessible a partir de la face avant, et même pas du tout à partir de la face arrière du bâti si celui-ci est placé contre un mur pour gagner de la place lors de l'installation de l'équipement. Le problème précédent a été étudié et résolu par le dispositif selon l'invention comme on peut s'en rendre compte à l'aide de la figure 7 qui représente schématiquement une vue de dessus partielle d'un équipement elec- trique contenant un coffret comportant le dispositif selon 1 1invention. Dans cet équipement, deux guides ou glissières 101 et 102 permettent à un coffret 103 de coulisser perpendiculairement dans les sens des flèches vers le panneau frontal 104 et inversement vers le panneau arrière 105. L'élément mâle 100 du présent dispositif est vissé sur un montant 106 du bâti. L'ensemble femelle 107 du dispositif est monté dans un angle à l'arrière du coffret et sur une paroi longitudinale 108 à l'aide d'équerres, dont l'une 109 est visible. L'axe de commande 13 est parallèle à cette paroi 108 et passe dans un palier 110 fixé à cette paroi. Son extrémité avant traverse un passage dans la paroi 104 frontale du coffret et peut être mise en rotation, à l'exté- rieur, par un bouton 111. Supposons que, par rotation de l'axe, les mâchoires ont été entrouvertes et que la partie plate 79 de l'élément mâle a été convenablement orientée, on pourra pousser le coffret 103 sur ses guides 101 et 102 jusqu 'à ce que cette partie 79 pénètre entre les deux mâchoires 22 et 23. Les liaisons électriques entre les extrémités de conducteurs s'établissent alors de la façon décrite precedemment, lorsque le courant arrive par les bornes 85 et 86. En tournant le bouton 111 de manière que les mâchoires se referment, non seulement les extrémités des conducteurs 90/90a et 91/91a sont pressées énergi- quement contre la partie 79 de l'éliment mâle en créant les liaisons electriques, mais, simultanément, le coffret est immobilisé dans le bâti puisque le coffret est solidaire de l'ensemble femelle 107 du dispositif. On remarquera que les conducteurs accolés 90/90a et 91/91a peuvent être 2revus avec des surfaces de contact larges afin quelles supportent des intensités de courant élevées. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion électrique, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément de contact mâle composé de deux barres conductrices plates, accolées l'une à l'autre par une de leurs faces et isolées électriquement l'une de l'autre par un matériau diélectrique, l'une des barres étant moins large que l'autre et disposée au milieu de sa largeur, un ensemble femelle composé d'une armature dans laquelle sont montées deux mâchoires en matériau isolant pouvant être pivotées symétriquement par rapport à leur plan de contact au moyen d'un axe de commande, en ce que lesdites mâchoires comportent des moyens pour retenir des extrémités d'une première et d'une seconde paires de barres conductrices plates, dont les deux barres dans chaque paire sont accolees l'une à l'autre mais séparées par une couche en matériau diélectrique, l'une des extrémités dans chaque paire étant plus courte que l'autre et les extrémités de même longueur de chaque paire placées dans un même plan l'une en face de l'autre mais séparées par un intervalle, en ce que la connexion de l'élément mêle avec l'ensemble femelle s'opère par engagement des deux barres de l'élément mâle entre les mâchoires entrouvertes par la rotation de l'axe de commande, la barre la plus large recouvrant les deux extrémités des barres insérées les plus courtes et la barre la moins large recouvrant les deux extrémités des barres insérées les plus longues. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque mâchoire est constituée par quatre blocs isolants superposés, dont la hauteur individuelle des deux blocs extérieurs est celle des extrémités dénudées d'une des barres conductrices de 11 élément mêle et celle des deux blocs de milieu est à peu près celle de l'autre barre conductrice de l'élément mêle. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble femelle comprend des tampons élastiques disposés avec contrainte entre les flancs extérieurs des blocs et des montants de l'armature de façon à exercer en permanence des pressions dans le sens de fermeture desdites mâchoires. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que ltensemble femelle comprend un axe de commande muni d'un bouton dont la rotation dans un sens agit sur lesdites mâchoires en les forçant à pivoter autour de deux tiges cylindriques pour former un angle d'ouverture en V, en comprimant lesdits tampons, et dont la rotation dans le sens inverse amène la fermeture des mâchoires par les pressions exercées par lesdits tampons. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe de commande agit sur lesdites mâchoires ou blocs par l'intermédiaire d'un poussoir à perçage taraudé dans lequel est vissée une tige filetée se terminant par un manchon goupillé sur l'axe de commande. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les blocs isolants peuvent tourner autour desdites tiges solidaires de l'armature de l'ensemble femelle grâce à des rainures en forme d'U. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites extrémités de barres traversent des plaquettes vissées sur les deux blocs extérieurs d'une seule mâchoire, ce qui les rend solidaires du mouvement de ces blocs. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mâle comporte, en outre, une platine de fixation avec des perforations. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mâle comporte au moins une borne de prise de courant par barre conductrice. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 ou 5 ou 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdits blocs isolants sont séparés entre eux par des entretoises enfilées sur lesdites tiges solidaires de l'armature. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit ensemble femelle peut être fixé par équerres et sa tige de commande par un palier à une paroi de coffret à circuit électrique.