Brevet FR2704362A1 — publié le 19941028

CONNECTEUR ELECTRIQUE A FIXATION MAGNETIQUE SUR UN RAIL A DEUX CONDUCTEURS La présente invention concerne un connecteur électrique bipolaire à fixation magnétique pour alimenter un appareil à très basse tension, notamment une lampe suspendue à un rail d'alimentation au moyen du connecteur, le connecteur comportant des aimants permanents et des pièces de contact en métal ferromagnétique agencées pour être appliquées par attraction magnétique contre un rail monobloc d' alimentation bipolaire composé de deux conducteurs ferromagnétiques juxtaposés qui sont liés par un élément intermédiaire isolant. Par le terme d'alimentation à très basse tension, on entend un réseau électrique à tension alternative assez faible pour que les conducteurs puissent être touchés sans danger par une personne et n aient donc pas besoin d'être entourés d'une gaine isolante. Cela permet notamment de dériver du courant d'un rail d'alimentation au moyen de connecteurs aimantés qui se fixent au rail essentiellement par attraction magnétique. Cette attraction joue un double rôle, d' une part en assurant un bon contact électrique entre les surfaces de contact respectives du rail et du connecteur, et d'autre part en permettant au connecteur de transmettre au rail une certaine force (normalement : 50 N au minimum) sans se détacher, ce qui permet en particulier de suspendre ainsi au rail une lampe légère telle qu'une lampe halogène, alimentée par le rail et le connecteur. Toutefois, le fait que les aimants usuels sont généralement de mauvais conducteurs de l'électricité empêche de les utiliser efficacement comme pièces de contact. Celles-ci sont alors en général des pièces polaires en acier à travers lesquelles le flux magnétique passe de l'aimant au rail. Un connecteur de ce genre, à suspendre magnétiquement à un rail d'alimentation à deux conducteurs, est illustré par la figure 2 du brevet allemand DE 34 46 045 C2. Un aimant en matériau non conducteur de l'électricité est placé entre deux pièces de contact qui forment les deux pôles électriques du connecteur en s' appliquant contre les conducteurs respectifs du rail d' alimentation. Cette disposition est excellente au point de vue électrique, à condition de prévoir une petite couche isolante entre les pièces de contact et l'aimant, car celui-ci n' est pas un très bon isolant. Par contre, l'effet magnétique n' est pas optimal parce que le flux magnétique passant par le rail doit traverser l'élément intermédiaire isolant qui crée un entrefer assez épais entre les deux conducteurs du rail. Il en résulte un affaiblissement du champ magnétique dans le rail, donc une réduction de l'attraction et de la capacité de charge mécanique du connecteur. Il faut compenser ceci par l' utilisation d'un aimant plus efficace, donc plus cher et souvent plus lourd. Par ailleurs, le brevet suisse n" 424 979 prévoit d'utiliser pour chaque pôle électrique un aimant en forme de U servant aussi de pièce de contact, si bien que le flux magnétique reste dans le même conducteur du rail. A part l'inconvénient mentionné ci-dessus de la médiocre conductibilité des aimants ordinaires, ce dispositif de connexion nécessite des aimants assez grands et lourds, ayant en outre une forme qui n' est pas disponible dans le commerce. La présente invention a pour but de perfectionner un connecteur du genre indiqué en préambule, de façon à assurer à la fois un bon contact électrique et une forte attraction magnétique entre le connecteur et le rail, avec des aimants peu coûteux et relativement légers. De préférence, le connecteur doit avoir une construction simple et solide et être facile à utiliser. Dans ce but, un connecteur selon l'invention est caractérisé en ce que chaque pôle électrique du connecteur comporte au moins deux pièces de contact, agencées pour coopérer avec le même conducteur du rail, et au moins un aimant associé à ces deux pièces de contact de façon que celles-ci aient des polarités magnétiques mutuellement opposées. Grâce à cet agencement, chaque aimant coopère avec un seul des conducteurs (généralement en acier) du rail d'alimentation, c'est-à-dire que son flux magnétique passe pour l'essentiel dans un circuit magnétique continu formé par les deux pièces de contact, le conducteur du rail et 1' aimant. Ce circuit n' est pas interrompu par des entrefers ou des couches isolantes. Chaque aimant peut être une pièce de forme quelconque, par exemple plate et relativement mince entre deux pièces de contact proches l' une de 1' autre, donc il peut être léger. Comme sa conductibilité électrique ne joue pas de rôle, il peut être fait d' un matériau optimal au point de vue du rapport qualité/prix. De préférence, les deux pièces de contact de chaque pôle électrique sont raccordées électriquement 1' une à l' autre à l'intérieur du connecteur. Dans ce cas, une seule des. pièces de contact d'un pôle électrique peut être pourvue d'une ou plusieurs brides pour son raccordement électrique à une lampe. Dans une forme particulièrement avantageuse du connecteur, les pièces de contact sont formées par des plaques, dont un bord est agencé pour être appliqué contre le rail, et chaque aimant est placé entre les deux plaques auxquelles il est associe. Chaque pôle électrique peut comporter plusieurs aimants disposés entre lesdites deux plaques en une rangée parallèle au rail. Cela permet de réaliser un connecteur relativement long, ayant une grande capacité portante, avec plusieurs aimants d'un type standard, peu coûteux. De préférence, les deux plaques de contact et le ou les aimants de chaque pôle électrique sont assemblés en un bloc au moyen d'organes de fixation assurant le raccordement électrique d'une plaque à l'autre, notamment au moyen de rivets. Lesdits organes de fixation peuvent être placés en dehors des aimants. Dans un mode de construction avantageux d'un connecteur selon l'invention, les pièces de contact et les aimants des deux pôles électriques sont enrobés ensemble dans une masse isolante rigide formant un corps du connecteur, les pièces de contact émergeant de ce corps du côté du rail. De préférence, le corps du connecteur présente, du côté du rail, un profil transversal concave qui s'emboîte sur un profil transversal correspondant du rail. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente en perspective une partie d'une installation d'éclairage à très basse tension, utilisant un connecteur selon l'invention pour alimenter et supporter une lampe à partir d'un rail d' alimentation bipolaire, - la figure 2 est une vue en coupe transversale du connecteur et du rail, - la figure 3 est une vue en coupe horizontale du connecteur suivant la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue latérale d'une pièce de contact du connecteur, - la figure 5 représente une variante de la pièce de la figure 4, et - Ia figure 6 représente une autre variante de la pièce de la figure 4. En référence à la figure 1, le dispositif représenté est destiné à supporter et alimenter des lampes halogènes 2 sous une très basse tension de 12 volts, délivrée par un transformateur 3 fixé à un plafond 4 et raccordé au réseau électrique domestique. Des rails 1 supportent et alimentent les lampes et sont suspendus au plafond 4 au moyen de colliers de fixation isolants 5 fixés à des tiges ou des fils de suspension 6 raccordés à de petites embases 7 fixées au plafond. Les rails sont raccordés bout à bout au moyen de paires d'éclisses métalliques assurant à la fois une liaison mécanique rigide et une connexion électrique. Des éclisses similaires 10 sont utilisées dans un ensemble de dérivation il permettant d'alimenter les rails à partir du transformateur 3 au moyen d' une paire de câbles 12 ou de tiges en acier. Un autre type d'ensemble de dérivation est utilisé pour supporter la lampe 2; il s'agit d'un connecteur 13 à fixation magnétique, appliqué simplement contre une face inférieure du rail 1 et supportant la lampe grâce à la force d'attraction magnétique. La lampe 2 est raccordée au connecteur par une paire de tiges conductrices 14. En référence à la figure 2, le rail 1 se compose de deux barres conductrices identiques 15 en acier, fixées 1' une à 1' autre au moyen une mince bande médiane 16 en matière synthétique diélectrique qui assure l'isolation voulue entre les deux pôles de la tension appliquée à la paire de barres 15. La bande 16 a deux bords proéminents 17 formant des lèvres qui allongent le chemin de fuite entre les surfaces extérieures adjacentes des deux barres. Le rail 1 est symétrique par rapport à un plan médian 18 qui sera habituellement vertical quand le rail est horizontal. Extérieurement, la section transversale du rail 1 apparaît comme polygonale et a, dans le cas présent, la forme d'un octogone allongé, c' est-à-dire d'un rectangle à angle coupés. Les barres 15 ont des faces supérieures 20 et inférieures 21 plates et parallèles. Latéralement, chaque barre a une face latérale 24 parallèle au plan 18, entre deux faces 25 et 26 inclinées à 450. Du côté du plan médian 18, chacune des faces opposées 20 et 21 présente un décrochement à angle droit qui définit une rainure 27 avec le bord proéminent 17 de la bande isolante 16. Ces rainures ont une section sensiblement rectangulaire et servent à recevoir des rebords opposés des éclisses 10, celles-ci étant bloquées au moyen de vis qui s'engagent dans une rainure 29 de chaque face latérale 24 du rail. Le connecteur 13 est aussi symétrique par rapport au plan médian 18 et comporte, de part et d'autre de ce plan, deux ensembles de contact 31 coopérant chacun avec l'une des barres conductrices 15 du rail 1 et supportant chacun l'une des tiges 14 de la lampe au moyen d'une douille fendue 32 à vis de serrage 33. Les deux ensembles 31 sont liés par un corps 34 en matière synthétique isolante qui est réalisé par surmoulage. Du côté du rail 1, ce corps peut présenter un profil concave 35 qui suit de près le profil transversal des côtés du rail, afin d'améliorer 1' esthétique de l'aspect extérieur et d'inciter les utilisateurs à placer correctement le connecteur contre le rail. Il va de soi que la forme extérieure et l'esthétique du connecteur peuvent varier sans toutefois sortir du domaine de l'invention. Chaque ensemble de contact 31 se compose d'une première plaque de contact 37, représentée en vue latérale à la figure 4, d'une seconde plaque de contact 38 et d'un ou plusieurs aimants plats 39 polarisés dans le sens de l'épaisseur, c' est-à-dire d' une plaque vers l'autre. Dans l'exemple représenté à la figure 3, quatre aimants 39 sont prévus dans chaque ensemble 31, où les deux plaques 37 et 38 sont maintenues appliquées directement contre les aimants au moyen de rivets en métal léger 40 qui assurent aussi la liaison électrique entre les deux plaques, sans constituer un chemin de fuite pour le champ magnétique. Dans une variante, la liaison électrique peut être assurée directement par les aimants 39 si ceux-ci sont conducteurs. Les plaques de contact 37 et 38 sont faites d'un matériau ferromagnétique tel que l'acier doux. La plaque 37 présente une bride inférieure 41 qui émerge au bas du corps 34 et à laquelle est vissée ou soudée la douille 32. Dans la variante illustrée à la figure 5, la plaque 37 est remplacée par une plaque 37' ayant deux brides inférieures 41 pour supporter et alimenter deux lampes au moyen d' un même connecteur tel que 13. Une des paires de pattes 41 peut aussi être utilisée pour raccorder le rail 1 à une alimentation électrique au moyen du connecteur 13. Dans la variante illustrée à la figure 6, la plaque 37 est remplacée par une plaque 37" comportant un orifice 45 permettant de raccorder directement une douille latérale 32 située au niveau de cette plaque, et passant à travers le corps 34 du connecteur. Les plaques de contact 37 et 38 émergent du profil supérieur 35 du corps 34 pour pouvoir s'appliquer ensemble contre le rail 1. Le bord supérieur rectiligne 42 de chaque plaque 37 s'applique contre la face plate 21 de la barre conductrice 15 correspondante, tandis que le bord supérieur rectiligne 43 de chaque plaque 38 s' applique au fond de la rainure 27 correspondante. A cet effet, les deux plaques 38 sont plus proéminentes que les plaques 37 et elles s'engagent de part et d'autre de la lèvre isolante 17, ce qui garantit un positionnement correct du connecteur 13 sur les deux conducteurs 15. En observant la figure 2, on comprendra que le flux magnétique de chaque aimant 39 se concentre de manière prépondérante dans le circuit magnétique ininterrompu formé par la plaque 37, le conducteur 15 et la plaque 38 en combinaison avec 1' aimant. Ce flux concentré dans les zones des bords 42 et 43 des plaques assure une attraction magnétique maximale pour une force donnée de l'aimant. Bien entendu, compte tenu des tolérances de fabrication, il peut arriver souvent qu'un (ou deux) des quatre bords de contact 42 et 43 du connecteur ne soit pas bien appuyé contre le rail 1 ou même ne le touche pas du tout. Néanmoins il sera toujours très proche du conducteur 15 correspondant, si bien qu' un éventuel intervalle entre eux ne réduira pas sensiblement le flux et l' attraction magnétique. Il est préférable que ce soient avant tout les plaques extérieures 37 qui s'appuient contre le rail, pour assurer à la fois une liaison électrique plus directe et une meilleure stabilité latérale du connecteur 13 et des éléments qu'il supporte. La présente invention n' est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier le nombre, la forme et la disposition des aimants et des pièces de contact peuvent varier, en particulier en fonction de la forme du rail d'alimentation utilisé. Le connecteur peut aussi être intégré à un câble d'alimentation ou à un appareil électrique alimenté par le rail. Même dans le cas où le connecteur n'est pas suspendu au rail, l'efficacité de sa fixation magnétique est utile pour garantir sa stabilité et une bonne connexion électrique en dépit des chocs ou des vibrations qu'il pourrait subir. Revendications 1. Connecteur électrique bipolaire à fixation magnétique pour alimenter un appareil à très basse tension, notamment une lampe suspendue à un rail d'alimentation au moyen du connecteur, le connecteur comportant des aimants permanents et des pièces de contact en métal ferromagnétique agencées pour être appliquées par attraction magnétique contre un rail monobloc d'alimentation bipolaire composé de deux conducteurs ferromagnétiques juxtaposés qui sont liés par un élément intermédiaire isolant, caractérisé en ce que chaque pôle électrique du connecteur (13) comporte au moins deux pièces de contact (37, 38), agencées pour coopérer avec le même conducteur (15) du rail (1), et au moins un aimant (39) associé à ces deux pièces de contact de façon que celles-ci aient des polarités magnétiques mutuellement opposées. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pièces de contact (37, 38) de chaque pôle électrique sont raccordées électriquement l'une à l'autre à l'intérieur du connecteur. 3. Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une seule (37) des pièces de contact d'un pôle électrique est pourvue d'une ou plusieurs brides (41) pour son raccordement électrique à une lampe (2). 4. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de contact sont formées par des plaques (37, 38), dont un bord (42, 43) est agencé pour être appliqué contre le rail, et en ce que chaque aimant (39) est placé entre les deux plaques auxquelles il est associe. 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque pôle électrique comporte plusieurs aimants (39) disposés entre lesdites deux plaques en une rangée parallèle au rail (1). 6. Connecteur selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les deux plaques de contact (37, 38) et le ou les aimants (39) de chaque pôle électrique sont assemblés en un bloc au moyen d'organes de fixation (40) assurant le raccordement électrique d'une plaque à l'autre, notamment au moyen de rivets (40). 7. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits organes de fixation (40) sont placés en-dehors des aimants. 8. Connecteur selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pièces de contact (37, 38) et les aimants (39) des deux pôles électriques sont enrobés ensemble dans une masse isolante rigide formant un corps (34) du connecteur, les pièces de contact émergeant de ce corps du côté du rail. 9. Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps du connecteur présente, du côté du rail (1), un profil transversal concave (35) qui s'emboîte sur un profil transversal correspondant du rail.