Brevet FR2688350A1 — publié le 19930910

Dispositif de connexion électrique et plus particulièrement connecteur de charge. L'invention concerne un dispositif de connexion électrique et plus particulièrement un connecteur de charge. Un connecteur est constitué d'une prise mobile reliée à un câble souple et un socle de connecteur faisant partie d'un appareil d'utilisation. La prise mobile est connectée par son câble à une source d'alimentation. Pour constituer un connecteur de charge, il suffit par conséquent que le socle soit relié ou fasse partie de l'appareil à charger. L'appareil à charger peut, par exemple, être constitué par une batterie d'accumulateurs pour véhicules ou autres systèmes électriques. Les connecteurs connus sont souvent d'un emploi peu pratique et nécessitent des manoeuvres difficiles d'accouplement avec des mouvements de translation et/ou de rotation coaxiale de la prise dans le socle. I1 faut en outre souvent exercer des forces importantes, ce qui complique les manoeuvres. Ces difficultés sont des inconvénients majeurs pour l'application précitée de la mise en charge d'un véhicule électrique puisque celle-ci doit pouvoir être accomplie par l'utilisateur lui-même. En outre, si l'on peut prévoir des connecteurs pour charge lente afin d'assurer une charge, par exemple, au domicile de l'utilisateur, on doit aussi envisager des connecteurs capables de supporter également une charge rapide, effectuée, par exemple, à un poste spécial de ravitaillement. Généralement, un tel connecteur de charge est pourvu de contacts pilotes destinés à commander un appareil de coupure disposé en amont du socle du connecteur et/ou de la prise mobile de façon à commander un interrupteur. En effet, en dehors de tout problème de protection des contacts, il est avantageux que la connexion et la séparation des contacts de puissance s'établissent hors tension. Pour cela, il suffit que les contacts pilotes agissent sur l'interrupteur pour fermer le circuit après la connexion des contacts de puissance et au contraire, pour ouvrir le circuit avant la séparation desdits contacts. Une telle mesure n'est pas simple à réaliser. Lorsque l'on cherche à améliorer un aspect d'un connecteur, la solution adoptée présente souvent des inconvénients pour les autres aspects à traiter. C'est pourquoi l'inventeur à cherché un dispositif qui soit dans son ensemble pratique et sûr. Un dispositif selon l'invention, comportant de manière classique deux éléments de connexion dont au moins l'un est mobile et qui sont aménagés pour pouvoir s'accoupler et se désaccoupler entre eux et mettre en connexion, ou réciproquement séparer, des contacts antagonistes dont ils sont pourvus, les contacts d'au moins l'un des éléments ayant des pièces de contact qui s'étendent parallèlement entre elles et définissent une direction de connexion, tandis qu'un dispositif de retenue assure le maintien desdits éléments en position d'accouplement, est remarquable en ce que le dispositif de retenue comporte notamment un axe d'accrochage et de rotation formé par des moyens conjugués prévus sur les éléments de connexion tandis que ledit axe est disposé perpendiculairement à la direction de connexion et qu'autour de celui-ci peut tourner l'élément mobile de telle sorte que l'accouplement et donc la connexion des éléments est obtenue par une manoeuvre d'accrochage des éléments et un entraînement en rotation de l'élément mobile autour dudit axe jusqu'à ce ledit élément mobile prenne sa position de connexion, position dans laquelle il est en outre fixé par un moyen de verrouillage aménagé à distance dudit axe, la déconnexion des éléments étant obtenue par des manoeuvres inverses de rotation et de décrochage. Si l'on parle ici d'un dispositif de connexion muni d'éléments de connexion, c' est pour généraliser l'invention qui ne concerne pas uniquement un connecteur (dont l'appellation est consacrée par une norme internationale) pourvu d'un socle de connecteur (dont les organes de contrôle sont généralement du type mâle) et d'une prise mobile (dont les organes de contact sont généralement du type femelle) reliée à un câble souple. L'invention concerne en effet aussi une prise de courant (appellation également consacrée) qui est pourvue d'un socle de prise de courant (dont les organes de contact sont généralement du type femelle) et d'une fiche (dont les organes de contact sont généralement du type mâle), reliée à un câble souple. Le troisième type de connexion concerné par l'invention est le prolongateur constitué d'une prise mobile comme un connecteur et d'une fiche du type de celle d'une prise de courant. De préférence, les moyens conjugués qui forment l'axe de rotation sont constitués par des logements ménagés sur l'un des éléments et qui forment des paliers de rotation pour des ergots aménagés sur l'autre élément. Avantageusement dans ce cas, les ergots sont prévus sur l'élément mobile et les logements sur l'autre élément qui est fixe ou destiné à être fixé et qui constitue un socle (de connectpur ou de prise de courant). Selon un mode de réalisation préféré, l'axe de rotation est situé sensiblement dans le plan de connexion défini par l'ensemble des zones de connexion des contacts, tandis que lesdites zones sont toutes situées du même côté du plan par rapport audit axe, et que l'élément mobile constitue une poignée en forme de crosse pour faciliter les manoeuvres. On comprend ainsi les nombreux avantages d'un tel dispositif, notamment dans la facilité d'utilisation. Les manoeuvres d'accrochage et de rotation permettent d'exercer des efforts importants. Le maintien des éléments accouplés peut être obtenu par un seul système de verrouillage, lequel assure en combinaison avec l'axe d'accrochage, un maintien en au moins trois points. En outre, la connexion des contacts en fin de manoeuvre de rotation crée un autonettoyage automatique desdits contacts. Avantageusement, pour un mode de réalisation dont chaque élément est pourvu d'au moins un contact pilote qui est destiné à commander un appareil de coupure disposé en amont de l'un des éléments, chaque contact pilote est disposé sur l'élément correspondant à une plus grande distance de l'axe de rotation que ne le sont les contacts de puissance dudit élément de façon à obtenir lors de l'accouplement des éléments par rotation, la connexion du contact pilote d'un élément avec le contact pilote antagoniste de l'autre élément seulement après la connexion des contacts de puissance et inversement lors du désaccouplement desdits éléments, la déconnexion desdits contacts pilotes avant la déconnexion des contacts de puissance. Cette disposition est tout à fait avantageuse puisque l'on obtient nécessairement un ordre de connexion correct entre les contacts pilotes et les contacts de puissance. Comme déjà dit, l'invention concerne notamment un connecteur de charge et dans ce cas, l'élément fixe forme le socle du connecteur qui est relié au système à charger et l'élément mobile forme la prise mobile qui est connectée à un circuit d'alimentation. Les contacts peuvent être de diverses natures et selon un mode de réalisation, les contacts d'au moins l'un des éléments sont des contacts à pression en bout. Toutefois, il pourrait s'agir de contacts à couteaux ou autres et selon un mode de réalisation tout à fait particulier, au moins les contacts de puissance d'au moins l'un des éléments comportent des bornes de contact mobiles élastiquement, fixées sur des câbles de connexion disposés au niveau desdites bornes perpendiculairement à la direction de connexion. L'invention sera bien comprise et d'autres particularités apprattront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement en perspective un premier mode de réalisation, - la figure 2 montre en partie et de face l'élément fixe de la figure 1, - la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2, les éléments étant accouplés, - la figure 4 montre schématiquement en perspective un second mode de réalisation, - la figure 5 montre en partie et de face l'élément fixe de la figure 4, - la figure 6 est une coupe selon VI-VI de la figure 5, les éléments étant accouplés, - la figure 7 montre schématiquement en perspective un troisiè me mode de réalisation, - la figure 8 est une coupe longitudinale des éléments de la figure 7 en position de connexion. Les figures montrent à titre d'exemple un connecteur formé d'une prise mobile 1,1',1" (figures 1, 3, 4, 6, 7 et 8) et d'un socle de connecteur 2, 2', 2" (figures 1 à 8). Les dessins montrent trois modes de réalisation et pour harmoniser les références, les organes similaires ont le même chiffre auquel on a rajouté ou non un ou deux accents. Le socle du connecteur 2, 2', 2" possède des contacts du type mâle protégés par un couvercle 3, 3', 3" (figures 1, 4 et 7). Les contacts du socle se présentent sous forme de broches ou lames parallèles entre elles, 4 et 5a, 5b; 4' et 5'a, 5'b; 4" et 5"a, 5"b (figures 1 à 8). I1 y a des contacts de puissance tels que 4, 4', 4" et des contacts pilotes tels que 5a, 5b; 5'a, 5'b; 5"a, 5"b. Les contacts pilotes ayant bien sûr des diamètres plus petits que les contacts de puissance ou de phase, sont destinés comme déjà dit, notamment à commander l'ouverture ou la fermeture d'un interrupteur, comme il sera expliqué ci-après. La prise mobile 1, 1', 1" comporte des contacts antagonistes tels que 6 et 7a, 7b; 6' et 7'a, 7'b; 6" et 7"a, 7"b (figures 3, 6 et 8), destinés à venir en connexion avec les contacts précités du socle et il est clair que le contact 6, 6', 6" représenté est un contact de puissance et les contacts 7a, 7b; 7'a, 7'b et 7"a, 7"b des contacts pilotes (il existe bien sûr plusieurs contacts de puissance). Comme le montrent bien les figures 3, 6 et 8, les contacts de puissance 6, 6' des deux premiers modes de réalisation et les contacts pilotes 7a, 7b; 7'a, 7'b et 7"a, 7"b des trois modes de réalisation sont des contacts à pression en bout avec ressort et tresse. En position de connexion comme représenté, lesdits contacts précités et la prise mobile 1, 1', 1" sont coaxiaux avec les contacts antagonistes 4, 4' et respectivement 5a, 5b; 5'a, 5'b; 5"a, 5"b du socle. Par contre, les contacts de puissance tels que 6" du mode de réalisation des figures 7 et 8 est un peu particulier du fait de la position des éléments, comme il sera expliqué ci-après. Le contact 6" est une borne de contact fixée à l'extrémité dénudée d'un câble 8, au moyen d'une vis 9 et qui est sollicité par un ressort 10, la mobilité du contact 6" étant rendue possible grâce au débattement du câble 8. On constate ici que l'extrémité du câble 8 est sensiblement perpendiculaire, en position de connexion, avec le contact antagoniste 4" du socle. On peut aussi remarquer dans ce mode de réalisation des dispositifs d'amarrage 11 et 12 des câbles. Dans cet exemple, il s'agit plus particulièrement d'un mode de réalisation câblé en usine. Toutefois, on peut prévoir pour un câblage par l'utilisateur, une borne de contact 6" éventuellement soudée formant tête de contact à l'extrémité du câble 8 dénudé au moins à ses extrémités, lequel peut être raccordé par une borne de raccordement à un autre câble au niveau, par exemple, du dispositif 12. Comme on peut le voir sur les figures 1, 3, 4, 6, 7 et 8, le socle 2, 2', 2" est pourvu de logements 13a, 13b; 13'a, 13'b; 13"a, 13"b latéraux destinés à servir de palier à des ergots conjugués latéraux 14a, 14b; 14'a, 14'b; 14"a, 14"b aménagés sur la prise mobile respectivement 1, 1', 1" et qui sont formés ici, pour les ergots 14a, 14b et 14'a, 14'b par les extrémités d'axes 14 et 14' (les ergots 14"a et 14"b du mode de réalisation des figures 5 et 6 pouvant, par exemple, simplement faire saillie latéralement de la prise 1" ou également être constitués par les extrémités d'un axe). Comme le montrent bien les dessins, les logements 13a, 13b; 13'a, 13'b et 13"a, 13"b sont aménagés dans ces exemples sensiblement dans le plan de connexion, c'est-à-dire le plan défini par les extrémités des contacts 4, 5a, 5b; 4', 5'a, 5'b; 4", 4"a, 4"b du socle ou encore par les zones de contact en position de connexion comme le montrent plus particulièrement les figures 3, 6 et 8. Par ailleurs, tous les contacts du socle restent d'un côté de la ligne qui rejoint lesdits logements. On comprend ainsi que la combinaision du couple d'ergots 14a, 14b; 14'a, 14'b; 14"a, 14"b et du couple correspondant de logements 13a, 13b; 13'a, 13'b; 13"a, 13"b forme un axe d'accrochage, vu la forme des logements, et de rotation pour la prise mobile, lequel axe est disposé de façon sensiblement perpendiculaire aux contacts du socle (et à ceux de la prise dans les modes de réalisation à pression en bout), c'est-à-dire perpendiculaire à la direction de connexion définie par lesdits contacts. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 6, le socle prévu pour être disposé verticalement présente en outre un plan de connexion également vertical. Toutefois, dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, l'axe de rotation formé, comme déjà dit, par les logements et les ergots est situé sous les contacts, tandis que dans le mode de réalisation des figures 4 à 6, ledit axe est situé au-dessus des contacts. Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, si le socle est également prévu pour être disposé verticalement, le plan de connexion est par contre horizontal, d'où notamment l'utilisation de contacts tels que 6" décrit ci-avant, étant donné en particulier les problèmes d'encombrement. Par ailleurs, la prise mobile 1, 1', 1" présente, comme représentée, une forme de crosse facilitant sa préhension et qui, en position de connexion (figures 3, 6 et 8), s'étend d'abord perpendiculairement -à la disposition générale du socle pour s incliner ensuite vers le bas, ce qui en facilite sa manoeuvre. A distance de l'axe de rotation, est prévu un moyen de verrouillage constitué, par exemple, par un axe 15, 15', 15" aménagé sur le socle 2, 2', 2" et un crochet 16, 16', 16" aménagé sur la prise 1, 1', 1", ledit crochet pouvant, par exemple, être actionné par un levier 17, 17', 17" de la prise sollicitée par un ressort 18, 18', 18". Le levier est en outre protégé par un pontet 19, 19', 19". Sur les modes de réalisation des figures 1 à 6, le système de verrouillage est disposé à l'opposé de l'axe de rotation par rapport aux contacts. En outre et c'est très important comme il sera expliqué ciaprès, pour un dispositif muni d'un interrupteur en amont de l'un des éléments, les contacts pilotes 5a, 5b; 5'a, 5'b; 5"a, 5"b du socle et 7a, 7b; 7'a, 7'b; 7"a, 7"b de la prise sont disposés à une plus grande distance de l'axe de rotation 13a, 13b, 14a, 14b; 13'a3, 13'a, 14'a, 14'b; 13"a, 13"b, 14"a, 14"b, que ne le sont les contacts de puissance 4, 4', 4" du socle et 6, 6', 6" de la prise. L'utilisation est simple à comprendre. Pour l'accouplement, on amène la prise mobile pour venir l'accrocher par ses ergots dans les logements du socle par un mouvement de bas en haut (figure 1) ou de haut en bas (figures 4 et 7). Les ergots 14a, 14b; 14'a, 14'b; 14"a, 14"b étant dans les logements correspondants 13a, 13b; 13'a, 13'b; 13"a, 13"b on effectue un mouvement de rotation toujours dans le même sens de bas en haut ou de haut en bas jusqu a ce que les crochets 16, 16', 16" viennent en prise avec les axes correspondants 15, 15', 15" du socle. Ainsi, on obtient un maintien parfait en trois points. La connexion des contacts est ainsi particulièrement avantageuse étant donné d'abord la grande force que l'on peut déployer, d'où une pression de contact satisfaisante facilement obtenue. En outre, étant donné la connexion en arc de cercle, on assure en fin de course un frottement et donc un autonettoyage des extrémités des contacts. De plus, étant donné la position des contacts, il est clair que la connexion des contacts de puissance 4 - 6; 4' - 6' et 4" - 6" s'établira avant celle des contacts pilotes 5a, 5b - 7a, 7b; S'a, 5'b - 7'a, 7'b; 5"a, 5"b - 7"a, 7"b. Pour désaccoupler les éléments, il suffit d'effectuer les manoeuvres inverses après les avoir déverrouillés en agissant sur le levier 17, 17', 17". Lors de cette opération de désaccouplement, on obtiendra de nouveau un frottement des contacts et par contre un ordre de déconnexion inverse, c'est-à-dire déconnexion des contacts pilotes d'abord et des contacts de puissance ensuite. Ainsi, on respecte obligatoirement l'ordre de connexion et de déconnexion souhaité des divers contacts. De nombreuses variantes peuvent évidemment être imaginées sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que des moyens de protection des contacts peuvent être imaginés sous forme de caches protecteurs, que des contacts pilotes peuvent être prévus pour d'autres fonctions que la commande d'un interrupteur (voyant de charge, ...), etc. En outre, les contacts représentés peuvent être différents, à couteaux par exemple, ou autrement. REVENDICATIONS 1) Dispositif de connexion électrique comportant deux éléments de connexion (1,1',1"; 2,2',2") dont au moins l'un (1,1',1") est mobile et qui sont aménagés pour pouvoir s'accoupler et se désaccoupler entre eux et mettre en connexion, ou réciproquement séparer, des contacts antagonistes (4,5a,5b; 4',5'a,5'b; 4",5"a,5"b - 6,7a,7b; 6',7'a,7'b; 6",7"a,7"b) dont ils sont pourvus, les contacts d'au moins l'un des éléments ayant des pièces de contact qui s'étendent parallèlement entre elles et définissent une direction de connexion, tandis qu'un dispositif de retenue assure le maintien desdits éléments en position d'accouplement, caractérisé en ce que le dispositif de retenue comporte notamment un axe d'accrochage et de rotation formé par des moyens conjugués (13a,13b et 14a,14b; 13'a,13'b et 14'a,14'b; 13"a,13"b et 14"a,14"b) prévus sur les éléments de connexion tandis que ledit axe est disposé perpendiculairement à la direction de connexion et qu'autour de celui-ci peut tourner l'élément mobile (1,1',1") de telle sorte que l'accouplement et donc la connexion des éléments est obtenue par une manoeuvre d'accrochage des éléments et un entrainement en rotation de l'élément mobile autour dudit axe jusqu'à ce ledit élément mobile prenne sa position de connexion, position dans laquelle il est en outre fixé par un moyen de verrouillage (15,16; 15',16'; 15",16") aménagé à distance dudit axe, la déconnexion des éléments étant obtenue par des manoeuvres inverses de rotation et de décrochage. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens conjugués qui forment l'axe de rotation sont constitués par des logements (13a,13b; 13'a,13'b; 13"a,13"b) ménagés sur l'un des éléments et qui forment des paliers de rotation pour des ergots (14a, 14b; 14'a,14'b; 14"a,14"b) aménagés sur l'autre élément. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ergots sont prévus sur l'élément mobile (1,1',1") et les logements sur l'autre élément qui est fixe ou destiné à être fixé et qui constitue un socle (2,2',2"). 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe de rotation est situé sensiblement dans le plan de connexion défini par l'ensemble des zones de connexion des contacts, tandis que lesdites zones sont toutes situées du même côté du plan par rapport audit axe. 5) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément mobile (1,1',1") constitue une poignée en forme de crosse pour faciliter les manoeuvres. 6) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dont chaque élément est pourvu d'au moins un contact pilote (5a,5b; 5'a, 5'b; 5"a,5"b - 7a,7b; 7'a,7'b; 7"a,7"b) qui est destiné à commander un appareil de coupure disposé en amont de l'un des éléments, caractérisé en ce que chaque contact pilote est disposé sur l'élément correspondant à une plus grande distance de l'axe de rotation que ne le sont les contacts de puissance (4;4';4" - 6;6';6") dudit élément de façon à obtenir lors de l'accouplement des éléments par rotation, la connexion du contact pilote d'un élément avec le contact pilote antagoniste de l'autre élément seulement après la connexion des contacts de puissance et inversement lors du désaccouplement desdits éléments, la déconnexion desdits contacts pilotes avant la déconnexion des contacts de puissance 7) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il constitue un connecteur de charge, l'élément fixe (2,2',2") formant le socle du connecteur qui est connecté au système à charger et l'élément mobile formant la prise mobile qui est connectée à un circuit d'alimentation. 8) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les contacts d'au moins l'un des éléments sont des contacts à pression en bout. 9) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins les contacts de puissance d'au moins l'un des éléments comportent des bornes de contact (6") mobiles élastiquement, fixées sur des câbles (8) de connexion disposés au niveau desdites bornes perpendiculairement à la direction de connexion.