Brevet FR2653603A1 — publié le 19910426

La présente invention concerne les connecteurs électriques individuels de puissance destinés à établir des liaisons permanentes, mais capables de se désaccoupler par arrachement sans dommages lorsqu'ils sont soumis à un effort d'arrachement très supérieur aux valeurs susceptibles d'être rencontrées en fonctionnement normal. L'invention trouve une application particulièrement importante dans le domaine de la transmission de puissance électrique entre véhicules attelables les uns aux autres, pour lesquels il est nécessaire de réaliser une liaison électrique sûre, de faible résistance ohmique, mais susceptible de se désaccoupler d'elle-même en cas de séparation accidentelle de véhicules ou d'oubli du personnel avant séparation volontaire. On peut citer, parmi ces applications, la transmission de puissance entre motrices et/ou voitures de matériel roulant ferroviaire. La transmission s'effectue alors par un câble souple porté par l'un des véhicules à relier, dont une extrémité est munie d'un élément connecteur verrouillable sur un élément complémentaire porté par l'autre véhicule. Pour qu'une séparation des deux véhicules alors que le connecteur est verrouillé ne provoque pas de dommage, l'autre extrémité du câble souple doit pouvoir s' extraire du véhicule à laquelle elle reste normalement fixée en permanence. Mais cette possibilité d'arrachement ne doit pas être obtenue au prix d'un montage pénible, d'une résistance ohmique excessive ou d'un risque de désaccouplement intempestif. L'invention vise à résoudre ce problème et notamment à fournir un connecteur enfichable dont la résistance au découplage est beaucoup plus élevée que sa résistance à l'enfichage, ce qui permet d'éviter toute séparation intempestive sans pour autant requérir un effort manuel excessif ou insurmontable pour le personnel qui doit effectuer l'enfichage. Dans ce but l'invention propose notamment un connecteur électrique enfichable comprenant une fiche et une embase ayant une douille munie d'un passage d'introduction d'une broche appartenant à la fiche, la douille et la fiche ayant des éléments de jonction électrique coopérants, caractérisé en ce que la paroi du passage présente successivement, dans le sens de l'indroduction de la broche, une zone à faible pente et un élargissement brusque séparés par une arête et en ce que la broche présente une gorge circonférentielle contenant une rondelle élastique fendue contractable ayant une saillie circonférentielle qui est délimitée par la face terminale de la rondelle située à l'avant dans le sens d'introduction et par une face arrière dont la pente est supérieure à celle de ladite zone d'un ordre de grandeur. Grâce à cette disposition, ltenfichage s'effectue avec un effort réduit, la compression radiale de la saillie étant lente grâce à la zone à faible pente. L'effort de compression est pratiquement dirigé dans le plan terminal de la rondelle. Lorsqu'un effort s'exerce dans le sens de l'arrachement, 1' arête de l'épaulement porte sur la face de la saillie qui a une forte conicité, et au surplus l'effort axial tend à plaquer la face avant de la rondelle contre l'un des flancs de la gorge, en augmentant ainsi les frottements. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble montrant les extrémités d'un câble de liaison entre deux véhicules attelables, équipées l'une d'un connecteur verrouillable de type classique, l'autre d'un connecteur suivant l'invention, représenté à grande échelle - la figure 2 est une vue de détail à grande échelle, en coupe, montrant la rondelle du connecteur de la figure 1. Le câble 10 montré en figure 1 comporte à une extrémité une fiche 12 accouplable avec une embase 14 et verrouillable sur cette dernière à l'aide d'un levier 16. Ces composants sont de constitution classique et ne seront donc pas décrits. L'autre extrémité du câble 10 traverse une cloison 19 par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 18 dont la constitution permet au câble de glisser, et elle est fixée, par exemple par une clavette 20, ou par sertissage, dans un évidement terminal d'une broche 22 appartenant à un connecteur 24 suivant l'invention. La broche 22 constitue l'élément essentiel d'une fiche destinée à s'accoupler à une embase 26. La partie terminale de cette embase contient un élément de contact femelle 27 (contact en diabolo par exemple) dans lequel vient s'engager la partie terminale, cylindrique et de diamètre réduit, de la broche 22, constituée en cuivre ou en un autre matériau bon conducteur de l'électricité. L'élément de contact 27 peut faire partie intégrante de l'embase 26. La partie intermédiaire de la broche présente un épaulement 28 constituant l'un des flancs d'une gorge 30 dont l'autre flanc est constitué par une bague 32 vissée sur une portion filetée de la broche 22 et bloquée en rotation par repliement d'une patte 34 ou par emboutissage. La gorge 30 contient avec jeu une rondelle annulaire fendue 36 présentant une saillie circonférentielle 38, à section triangulaire, délimitée par la face terminale plane de la rondelle située à l'avant dans le sens d'introduction de la broche et par une face arrière de pente élevée, avantageusement de l'ordre de 45". L'élasticité de la rondelle 36 tend à amener la saillie vers l'extérieur de la gorge 30 dans le sens radial. L'embase comporte une douille 40 vissée dans un corps massif de l'embase, freinée par des moyens non représentés et retenant en place l'élément de contact femelle 27. Dans la douille 40 est ménagé un passage interne d'introduction de la broche 22 dont la paroi présente successivement, dans le sens de l'introduction, une zone 42 à pente faible, inférieure d'un ordre de grandeur à la pente de la face arrière de la rondelle. Cette pente peut notamment être de 3 environ. Le grand diamètre de la zone est tel que la saillie 38 reste en contact avec la zone sur toute la longueur de cette dernière. La zone 42 se termine à l'avant par une arête 44 délimitant un élargissement brusque 46 du passage, à l'arrière elle se raccorde avec un alésage de la douille par une partie évasée. Dans le mode de réalisation représenté, la broche porte deux joints toriques 48 et 50 encadrant la zone de contact électrique et celle occupée par la rondelle, coopérant avec l'embase pour éviter la pollution du contact et surtout pour amortir les vibrations, et des moyens de maintien du connecteur à l'état accouplé. Le fonctionnement du connecteur découle de sa constitution, décrite ci-dessus Lorsque la broche 22 est enfoncée dans l'embase 26, sa partie terminale cylindrique vient la première en contact avec l'élément de contact femelle 27. Puis la saillie circonférentielle 38 de la rondelle 36 vient en contact avec la zone à faible pente 42. Une force modérée suffit à faire pénétrer la rondelle, du fait de la progressivité de la réduction de diamètre et du fait que c'est la face de la rondelle 36 opposée à celle qui porte la saillie qui est en appui de frottement contre le flanc de la gorge. Dès que la saillie 38 a dépassé l'arête 44, elle s'encliquète contre la paroi de l'élargissement 46, interdisant le recul. Une avancée supplémentaire de la broche est limitée par son appui contre le fond de l'évidement contenant le contact femelle 27. La broche,une une fois en place, ne peut être extraite que si l'on exerce sur elle une force de traction suffisamment élevée pour que la composante radiale de la force d'appui de l'arrête 44 sur la saillie 36 surmonte l'élasticité de la rondelle et les forces de frottement. Toutefois, un démontage sans exercer de force excessive reste possible en dévissant la douille 40. A titre d'exemple, on peut indiquer qu'un connecteur électrique de puissance destiné à du matériel roulant ferroviaire a été réalisé et a présenté les caractéristiques suivantes. La partie de la broche 22 constituant contact mâle avait un diamètre de 25 mm. La force maximale d'insertion était de 30 daN et la force d'extraction était de 270 daN. REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique enfichable comprenant une fiche et une embase (26) ayant une douille (40) munie d'un passage d'introduction d'une broche (22) appartenant à la fiche, l'embase (26) et la fiche (12) ayant des éléments de jonction électrique coopérants, caractérisé en ce que la paroi du passage présente successivement, dans le sens de l'introduction de la broche (22), une zone (42) à faible pente et un élargissement brusque (46), séparés par une arête (44), et en ce que la broche (22) présente une gorge circonférentielle (30) contenant une rondelle (36) élastique fendue contractable ayant une saillie circonférentielle (38) délimitée par la face terminale de la rondelle (36) située à l'avant dans le sens d'introduction et par une face arrière dont la pente est supérieure à celle de ladite zone d'un ordre de grandeur. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge circonférentielle (30) est délimitée, dans le sens de l'introduction de la broche (22), par un épaulement (28) et, dans l'autre sens, par une bague (32) vissée sur une portion filetée de la broche (22). 3. Connecteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague (32) est bloquée en rotation par repliement d'une patte (34) ou par emboutissage. 4. Connecteur électrique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la douille est vissée dans un corps d'embase. 5. Connecteur électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la broche (22) porte au moins deux joints (48 ou 50) toriques d'étanchéité encadrant la zone de contact électrique. 6. Application du connecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, à la constitution d'une liaison électrique entre véhicules attelables, la fiche du connecteur étant fixée à une extrémité d'un câble souple dont l'autre extrémité porte un élément de connecteur verrouillable.