Brevet FR2536916A1 — publié le 19840601

La présente invention concerne un dispositif de connexion électrique comprenant une prise mâle et une prise femelle coaxiales, la prise mâle comportant au moins une broche conductrice de raccordement et la prise femelle au moins un alésage conducteur de réception de la broche, et des moyens de verrouillage-à baïonnette des deux prises, comprenant au moins un ergot solidaire de l'une des deux prises et, sur l'autre des deux prises, au moins une rainure de réception de l'ergots la rainure comportant une portion de passagej 5 |étendant dans un plan axial du dispositif, et une portion de verrouillage, prolongeant la portion de passage dans un plan perpendiculaire à l'axe du dispositif. On utilise de tels dispositifs de connexion dans tout genre d'industrie et toute sorte d'application, notamment sur des machines de manutention autonomes, comme des chariots élévateurs, par exemple pour alimenter, à partir d'une ou plusieurs batteries, des moteurs électriques. Lorsqu'on utilise de tels dispositifs en atmosphère explosive, et avant même que les deux prises ne soient verrouillées l'une sur l'autre, il existe un risque de déflagration au moment où ia broche de a prise malte commence à pénétrer dans l'alésage de la prise femelle,-c'est-à- dire au moment où le contact s'établit entre les deux prises, alors que le gaz explosif peut envahir l'alésage de la prise femelle et le volume entourant la broche de la prise mâle. En cas de déflagration, les deux prises sont violemment écartées l'une de l'autre au point d'être projetées dans l'espace et de blesser l'opérateur et d'endommager les équipements environnants. La présente invention vise à proposer une sécurité contre un tel risque et éviter aussi bien toute blessure du personnel que tout endommagement des équipements. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé par le fait que la rainure de réception de l'ergot des moyens de verrouillage comporte une deuxième portion de verrouillage s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du dispositif et dis posée pour assurer un premier verrouillage des deux- prises avant que la broche mSle et l'alésage femelle n'entrent en contact l'un avec l'autre. Le dispositif de l'invention comporte donc un verrouillage à baïonnette à double sécurité, ou double baionnette, permettant la solidarisation mécanique des deux prises non seulement, bien sur, après l'engagement définitif de l'une dans l'autre mais encore avant même 19 établissement du contact entre elles, c' estmà-ire leur solidarisation élec- trique. Dans une première forme de réalisation du dispositif de l'invention, la rainure de réception de l'une des deux prises comporte une première portion de passage d'extrémité, s'étendant dans un premier plan axial du dispositif, prolongée par une première portion de verrouillage, dite de sécurité antidéflagrante, 9 s'ésendant dans un premier plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, elle-même prolongée par une deuxième portion de passage intermédiaire, s'étendant dans un deuxième plan axial du dispositif, la deuxième portion de passage étant prolongée par une deuxième portion de verrouillage final, dite de raccordement, s'étendant, dans un deuxième plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, du mamie côté dudit deuxième plan axial que ladite première portion de verrouillage. Dans ce cas, la rainure de réception sur l'uns des deux prises ne peut coopérer qu'avec un seul ergot de verrouillage sur l'autre des deux prises. Dans une deuxième forme de réalisation du dispositif de l'invention, la rainure de réception de l'une des deux prises comporte une première portion de passage d'extrémité, s'étendant dans un premier plan axial du dispositif, prolongée par une première portion de verrouillage, dite de sécurité antidéflagrante, s'étendant dans un premier plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, ellehmême prolongée par une deuxième portion de passage intermédiaire, s'étendant dans un deuxième plan axial du dispositif, la-deuxième portion de passage étant prolongée par une deuxième portion de verrouillage final, dite de raccordement, stétendant, dans un deuxième plan perpendiculaire à l'axe du dispositif de l'autre côté dudit deuxième plan axial par rapport à ladite première portion de verrouillage' Dans ce cas, la rainure de réception sur l'une des deux prises peut coopérer aussi avec deux ergots de verrouillage sur l'autre des deux prises, un premier ergot, dans un premier plan axial, avec toutes les portions de la rainure, et un deuxième ergot, dans, un deuxième plan axial, avec seulement les premières portions de-passage et de verrouillage da la rainure. On notera donc que dans la première forme de réalisation des moyens de verrouillage du dispositif de l'invention, la rainure est agencée pour ne coopérer qu'avec un seul ergot de verrouillage, alors que dans la deuxième forn de réalisation, elle est agencée pour coopérer soit avec un seul ergot soit avec deux ergots de-verrouillage, ce qu: en position de raccordement, améliore encore la sécurité. Bien entendu, il est indifférent que la rainure soit formée sur l'une ou l'autre des deux prises mâle.et femelle du dispositif de l'invention. L'invention sera mieux comprise à laide de la descri: tion suivante de deux formes de réalisation du dispositif de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels La figure 1 représente une vue latérale partielle d'une première forme de réalisation du dispositif de l'in Invention La figure 2 représente une vue en coupe axiale schéma tique du dispositif de la figure I, en position de verroui lage de sécurité antidéflagrante;; La figure 3 représente une vue en en coupe axiale schér matique du dispositif de la figure 1, en position de con tact électrique entre les deux prises La figure 4 représente une sue en coupe axiale sché- matique du dispositif de la figure 19 en position de verrouillage de sécurité de raccordement, et La figure 5 représente ure vue latérale partielle d'unè deuxième forme de réa;lisation du dispositif de l'in- vent ion. En reférence aux figures 1 à 4, représentant de façon très schématique la première forme de réalisation du-dis- positif de connexion de-lsinventiong ce dispositif comporte une prise mâle 1 et une prise femelle' 2,, touts deux-de forme générale cylindrique et de meme axe 3 et en l'occur- rence unipolaires. La prise-male 1 comporte une broche conductrice de raccordement 4 entourés d'une jupe cylindrique 5 portant, près de son extrémité, un ergot de verrouillage 6, s'éten- dant orthogonalement à l'axe 3 et rapporté de façon clas- sique sur la jupe. La prise femelle 2 comporte un alésage, conducteur 7 agencé pour recevoir et coopérer avec la broche 4 de la prise malte, entouré de deux jupes cylind-riques coaxiales -interne 8 et externe 9, ménageant entre elles-un espace annulaire 10 agencé pour recevoir et coopérer avec la jupe 5 de la prise mâle. Dans la jupe externe 9 de la prise femelle est ménagée une ra-inure ll agencée pour recevoir et coopérer avec l'ergot de verrouillage 6 de la .prise mâle. La rainure 11 de la prise femelle 2 comporte une première portion de passage d'extrémité 12, s'étendant dans un premier plan axial de la prise, une, première portion de verrouillage 13, appelée de sécurité antidéflagrante, prolongeant la portion 12 dans un premier plan perpendiculaire à l'axe 3, une deuxième portion de passage intermédiaire 14, prolongeant la portion 13 dans un deuxième plan axial de la prise, et une deuxième portion de verrouillage final 15,- appelée de raccordement, prolongeant. la- portion 14 dans un deuxième plan perpendiculaire à l'axe 3, du même côté du plan de la portion 14 que la portion de verrouillage 13. Dans la forme de réalisation représentée, laportion 15 de la rainure 11 s'étend. jusqu'au plan axial de la portion d'extrémité 12. Les portions de verrouillage 13 et 15 comportent respectivement au droit des portions 14 et 12 des logements de verrouillage 16 et 17 pour l'ergot 6 de la prise male, formés vers l'ouverture de l'alésage 7. Les longueurs axiales de la broche 4 et de la jupe 5 de la prise mâle sont telles que l'extrémIté de la broche 4 est notablement en retrait par rapport au plan de l'ex trémité ouverte de la Jupe 5. L'ergot 6 est rapporté sur la portion de la jupe 5 en saillie hors de l'extrémité de la broche 4. La longueur axiale de la portion 12 de la rainure 11 de la prise femelle est sensiblement plus courts que celle de la dite portion en saillie de la jupe 5 de la prise mtle. La longueur ax-iale de la jupe 5 s.t de 1'espace annulaire 18 ménagé entre cette jupe et la broche 4 de la prise mâle, agence pour recevoir la jupe interne 8 de la prise femelle, la longueur axiale des jupes 8 et 9 de ltespace annulaire 10 et de la portion 14 de la rainure 11 de la prise femelle, ainsi que la position de l'ergot 6 sur la jupe 5 de la prise mtle sont telles que, quand la prise mâle 1 est convenablement engagée dans la prise femelle 2, et que le raccordement est ainsi effectué, l'ergot 6 atteint la portion de verrouillage de raccordement 15 de la prise femelle. Ayant décrit le dispositif de connexion des figures 1-4, abordons maintenant son mantage. Pour effectuer le raccordement électrique de deux équipements comme par exemple une batterie et un moteur, respectivement reliés, de manière connue, aux'deux prises mâle et femelle précédemment décrites, on introduit la jupe 5 de la prise mule dans l'espace annulaire 10 de la prise femelle en engageant l'ergot 6 dans la portion 12 de la rainure 11. Quand l'ergot 6 atteint la portion 13 de la rainure on fait tourner les deux prises ltuse par rapport à l'autre, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur la figure 1, pour présenter ergot 6 dans la portion 14 de la rainure.A ce point du montage, l'extrémité de la broche 4 de la prise malus atest pas encore en contact avec l'alésage de réception 7 de la prise femelle. On poursuit ensuite l'introduction de la jupe 5 dans l'alésage 10. Quand la broche 4 et l'alésage 7 -entrent en contact, et si un gaz explosif est- enfermé dans l'alésage 10 et l'espace annulaire 18, il se produit une explosion qui a tendance à écarter violemment les deux prises 1 et 2 l'une de l'autre. Toutefois, l'ergot 6 de la prise mals est alors repoussé dans le logement 16 de la portion 13 de la rainure, servant de butée de verrouillage, empêchant ainsi la déso- lidarisation des deux prises. On continue ensuite l'introduction de la prise mâle dans la prise femelle, jusqu'a ce que l'ergot 6 atteigne le niveau de la portion 15 de la rainure. On fait alors tourner les deux prises l'une par rapport à l'autre, dans le sens inverse du précédent, pour engager l'ergot 6 dans la rainure 15, jusqu'au logement de verrouillage 17, dans lequel il est avantageusement poussé par un ressort, au demeurant classique et donc non décrit plus avant. Le dispositif de l'invention comporte donc un verrouillage à batonnette (6, 11) à double sécurité (13, 16; 15, 17), évitant toute désolidarisation des deux prises non seulement après le raccordement électrique définitif mais aussi avant même l'établissement du contact électrique entre elles. La deuxième forme de réalisation du dispositif de l'invention représentée sur la figure 5 est identique à la première forme de réalisation des figures 1-4, à l'exception des moyens de verrouillage. Dans cette deuxième forme de réalisation, la jupe externe de la prise femelle comporte une rainure 21 sensiblement différente de 11autre. La rainure 21-comporte une première portion de passage dtextrémité 22, s'étendant dans un premier plan axial de la prise femelle, une première portion de verrouillage 23,- de sécurité antidéflagrante, pr longeant la portion 22 dans un premier plan perpendiculaire à l'axe 3, une deuxieme portion de passage intermédiaire 24, prolongeant la port-ion 23 dans un deuxième plan axial de la prise, et une deuxième portion de verrouillage final Z5, de raccordement, prolongeant la portion 24 dans un deuxième plan perpendiculaire à l'axe 3,-de l'autre côté dt plan de la portion 24 par rapport à la portion 23. Tout comme les portions 13 et 15, les portions 23 et 25 comportent, au niveau de leurs fonds respectifs, des logements de verrouillage 26 et 27 pour un ergot de verrouillage de la prise mâle, formés vers l'ouverture de I'a3 sage 7 de réception de la- broche 4 de la prise mule. Dans les deux formes représentées, les dimensions des portions de rainure 22, 23, 24 et 25 et celles des portions de rainure 12, 13, 14 et 15 sont les mêmes. Avec la rainure 21 on peut rapporter sur la jupe 5 de la prise mâle soit un ergot de verrouillage 9 soit deux ergots de verrouillage, comme représenté sur la figure 5, pour améliorer encore la sécurité. Avec un dispositif à un seul ergot de verrouillage, le montage s'effectue comme précédemment, avec toutefois une petite différence selon laquelle, après que l'ergot a atteint le niveau de la portion 25 de la rainure 21, on fait tourner les deux prises l'une par rapport à l'autre, non pas dans le sens'inverse, mais dans le même sens que précédemment. Avec un dispositif à deux ergots 61, 62, comme repré- senté sur la figure 5, le montage est identique à celui du dispositif à un ergot qui vient dextre abordé Il faut toutefois noter que les deux ergots rapportés sur la jupe 5 de la prise mâle sont respectivement disposés dans deux plans axiaux décalés du meme angle que les logements 26, 27 ou les portions de passage 22, 24 de la rainure 21, et qu'il sont également décalés, dans la direction axiale, de la mAme distance que les logements 26, 27 ou les portions de verrouillage 23, 25 de la rainure 21. Ainsi, alors que l'ergot d'extrémité 62 remplit la mcme fonction que l'ergot 6 du dispositif des figures 1^4 qu1-il est d'ailleurs avan- tageusement rapporté au même endroit de la jupe de la prise mâles et qu'il peut donc coopérer avec les deux portions de verrouillage 23, 25 de la rainure, l'ergot 4P, lui, ne peut coopérer qu'avec la portion de verrouillage-de sécu- rité antidéflagrante 23. L'ergot aval 62 est un ergot de verrouillage de sécurité antidéflagrante et de sécurité de raccordement, alors que 11 ergot amont 61 n'est qu'un ergot de verrouillage de sécurité de raccordement.L'intérêt d'un tel dispositif réside donc dans le fait d'offrir, en position de raccordement, deux ergots de sécurité. On a décrit, en référence aux dessins 1 à 5, des dispositifs de connexion à prises unipolaires. Il est clair que l'invention s'appliquerait tout aussi bien à des dispositifs à prises multipolaires. Par ailleurs, on- a prévu la rainure sur la prise femelle et l'ergot sur la prise mssleO Mais on aurait pu prévoir l'inverse, l'ergot sur la prise femelle et la rainure sur la -prise malte. Enfin, on a décrit des dispositifs à une seule rainure de verrouillage. I1 doit être également bien entendu que l'invention s'appliquerait aussi à des dispositifs à plusieurs rainures de verrouillage. Ainsi, quand, par exemple sur un chariot élévateur, on veut raccorder un moteur à une source d'énergie par deux prises mules reliées au moteur et deux prises femelles sur la source, il s'agit de ne pas intervertir les. prises positives et les prises négatives. Si aux dispositifs dits positifs on affecte au moins deux rainures de verrouillage décalées d'un angle déterminé et aux dispositifs dits négatifs au moins deux rainures déca- lées d'un autre angle, on crée des détrompeurs avec lesquels l'interversion n'est plus possible et tout danger est évité. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de connexion électrique comprenant une prise mâle (1) et une prise femelle (2) coaxiales, la prise mals (1) comportant au moins une broche conductrice de raccordement (4) et la prise femelle (2) au moins un alésage conducteur (7) de réception de la broche (4), et des moyens (11, 6; 21, 61, 62 de verrouillage à baïonnette des deux prises (1, 2), comprenant au moins un ergot (6g 62) solidaire de l'une (1) des deux prises et, sur (2) des deux prises, au moins une rainure (113 21) de ré ception de ergot (6;; 62), la rainure (112 21) comportant une portion de passage (142 24) > s'étendant dans un plan axial du disposltif,-et une portion de verrouillage (15; 25), prolongeant la portion de passage dans un plan perpendiculaire à l'axe (3) du dispositif, caractérisé par le fait que la rainure (11; 21) de réception de l'ergot (69 62) des moyens de verrouillage comporte une deuxième portion de verrouillage (13; 23) s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe (3) du dispositif etdisposée pour assurer un premier verrouillage des deux prises (î, 2) avant que la broche mâle (4) et l'alésage femelle (7) n'entrent en contact l'un avec l'autre. 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la rainure (11; 21) est agencée pour coopérer avec un ergot de verrouillage (6; 62). 3 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la rainure (21) est agencée pour coopérer-avec deux ergots de verrouillage (61, 62). 4 - Dispositif selon la- revendication 2, dans lequel la rainure (11) de réception de l'une des deux prises comporte une première portion de passage d'extrémité (12), s'étendant dans un premier plan axial du dispositif, prolongée par une première portion de verrouillage (13), dite de -sécurité antidéflagrante, s'étendant dans un premier plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, elle-même prolongée par une deuxième portion de passage intermédiaire (14), s'étendant dans un deuxième plan axial du dispositif, la deuxième portion de passage (14) étant prolongée par une deuxième portion de verrouillage final (15), dite de rac cordement, s'étendant, dana-s un deuxième plan perpendicu- laire à l'axe du dispositif, du mime côté dudit deuxième plan axial que ladite première portion dé verrouillage (13) 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel la rainure (21) de réception de lune des deux prises comporte une première portion de passage d'extrémité (22), s'étendant dans un premier-plan axial du dispositif, prolongée par une première portion de verrouillage (23)-, dite de sécurité antidéflagrante, s'étendant dans un premie plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, elle-m8me prolongée par une deuxième portion de passage intermédiaire (24), s'étendant dans un deuxième plan axial du dispositif, la deuxième portion de passage (24) étant prolongée par une deuxième portion de verrouillage final (25), dits de raccordement s'étendant, dans un deuxième plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, de l'autre eôté dudit deuxième plan axial par rapport à ladite première portion de verrouillage (23). 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les prises du dispositif sont des prises unipolaires. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la rainure est- formée sur la prise femelle. 8 - Dispositif selon ltune des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de verrouillage comprennent au moins deux rainures.