Brevet FR2786932A1 — publié le 20000609

L'invention concerne un socle de connexion électrique, notamment pour at- mosphère explosible, sous forme par exemple d'un socle de prise de courant ou d'une prise mobile de prolongateur, et son procédé de fabrication. Il est connu de réaliser un socle de connexion électrique pourvu de contacts électriques qui sont montés dans des logements périphériques et un logement central de contact d'un bloc isolant et qui sont prévus pour coopérer avec des broches de contact correspondantes d'une fiche. Dans le but de réaliser un socle notamment pour atmosphère explosible, il y a lieu de prévoir pour chaque zone de connexion une enveloppe dite antidéflagrante. Jusqu'à présent, on a obtenu ce type de confinement antidéflagrant au moyen de contacts mobiles intermédiaires, par exemple sous forme de pistons en mouve- ments translatifs comme décrit dans le brevet Européen 0 112 258. Toutefois, dans ce type de dispositif, l'une des difficultés réside notamment dans la fiabilité du bon ordre de déconnexion entre les pistons de contact et les contacts électriques de la fiche et du socle pour éviter une coupure hors zone antidé- flagrante, en particulier lors d'un extraction brusque de la fiche Par ailleurs et contrairement au dispositif précité, on connaît aussi des dispo- sitifs de connexion, qui, pour protéger les contacts du socle en absence de toute connexion avec une fiche, sont munis d'un disque de sécurité pourvu d'autant d'ajours que le bloc est muni de logements de contact, et qui est monté rotatif sur ledit bloc isolant en présentant des surfaces frontales planes qui s'appliquent l'une sur l'autre de telle sorte que les ajours périphériques du disque peuvent être amenés à volonté par rotation de ce dernier en regard des logements correspondants du bloc isolant. Pour réaliser un socle de connexion de ce dernier type, c'est-à-dire pourvu d'un disque de sécurité et qui soit en outre utilisable en atmosphère explosible, I'inven- tion propose un socle qui est notamment remarquable en ce que le bloc isolant pré- sente une protubérance centrale percée pour le passage d'une broche centrale de contact et qui est destinée à constituer un moyeu de rotation en formant une surface latérale de rotation pour le disque de sécurité qui coopère avec ledit moyeu par la surface intérieure de son ajour central, tandis qu'au moins certaines des surfaces en contact du disque de sécurité et du bloc isolant ainsi que les surfaces respectivement intérieures d'au moins les ajours périphériques du disque de sécurité et extérieures des broches correspondantes de la fiche forment des surfaces de joint antidéflagrant de telle sorte qu'au moins les logements périphériques de contact du bloc isolant constituent au moins une enveloppe antidéflagrante. Toutefois, il est clair qu'une telle structure peut présenter des avantages pour une utilisation même en dehors de toute atmosphère explosible. Par exemple, les surfaces de joint antidéflagrant entre le disque de sécurité et le bloc isolant sont constituées au moins en partie par au moins une partie des surfa- ces planes qui s'appliquent l'une sur l'autre du disque de sécurité et du bloc isolant et/ou encore par au moins une partie de la surface latérale de rotation de la protubé- rance centrale ou moyeu et la surface intérieure de l'ajour central du disque. Selon un mode de réalisation, le disque de sécurité présente un prolonge- ment annulaire périphérique qui vient recouvrir une partie du bloc isolant, au moins une partie des zones en recouvrement dudit bloc isolant et dudit prolongement constituant des surfaces latérales de rotation formant joint antidéflagrant. Selon un mode de réalisation, les surfaces latérales de rotation du bloc iso- lant et du disque de sécurité formées d'une part, par le moyeu et l'ajour central du disque et, d'autre part, par les zones en recouvrement du bloc isolant et du prolonge- ment du disque, sont des surfaces cylindriques de révolution. Une telle réalisation n'est pas obligatoire du fait que lesdites surfaces de rotation, bien que de révolution, pourraient en effet être autrement que cylindriques. Au moins les logements périphériques de contact sont, par exemple, fermés à la base des contacts correspondants par des éléments formant dans lesdits loge- ments des surfaces de joint antidéflagrant. De préférence, le moyeu du bloc isolant présente une extrémité évasée en creux qui assure la solidarisation en translation du disque et du bloc isolant. Selon un mode de réalisation avantageux mais non exclusif, les contacts du socle sont des contacts à pression en bout pourvus chacun d'une tête de contact, d'une tresse et d'un ressort hélicoïdal disposés dans le logement de contact corres- pondant. On sait que les interstices et les longueurs des joints antidéflagrants néces- sitent une grande précision. Pour assurer cette précision, I'invention préconise un procédé particulier de moulage, qui est remarquable en ce que le bloc isolant est surmoulé dans ou sur le disque de sécurité, lui-même réalisé préalablement et servant d'insert, le retrait de la matière du bloc après moulage assurant l'interstice, ou le jeu, nécessaire et ajusté en- tre les surfaces en contact des pièces pour la rotation du disque sur ledit bloc et pour constituer le ou les joints antidéflagrants. L'invention sera bien comprise et d'autres particularités apparaîtront à la lec- ture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue de dessus d'une prise de courant munie d'un socle de prise de courant selon l'invention, et d'une fiche en position d'introduc- tion, - la figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 1, - les figures 3 et 4 correspondent respectivement aux figures 1 et 2, montrant la fiche en position prête à la connexion après avoir subi une rotation (la coupe de la figure 4 étant selon IV-IV de la figure 3), - les figures 5 et 6 correspondent respectivement aux figures 1 et 2 ou 3 et 4, montrant la fiche en position de connexion (la coupe de la figure 6 étant réa- lisée selon VI-VI de la figure 5), - la figure 7 représente schématiquement le procédé de fabrication par sur- moulage du bloc isolant du socle dans le disque de sécurité, - la figure 8 est une coupe selon VIII-VIII de la figure 7, - la figure 9 montre en perspective de dessous un disque de sécurité selon l'invention, - la figure 10 représente en perspective de dessus le bloc isolant et son dis- que de sécurité. La prise électrique représentée comporte donc une fiche 1 et un socle 2. La fiche 1 est pourvue de broches de contact telles que les broches 3a, 3b, 3c visibles sur les vues en coupe, et le socle 2 comporte des contacts antagonistes 4a, 4b, 4c. Les contacts 4a, 4b, 4c du socle sont disposés dans des logements 5a, 5b, 5c ménagés dans un bloc isolant 6 et ils sont ici à titre d'exemple non limitatif sous forme de contacts à pression en bout, généralement constitués chacun classiquement et comme représenté par une tête de contact 7, une tresse conductrice 7' et un ressort hélicoïfdal de pression 8 (les références 7, 7' et 8 n'étant inscrites que sur la figure 2 pour le contact central 4b). Comme le montrent les figures 1, 3 et 5, la fiche 1 comporte ici cinq broches et il y a bien sûr autant de contacts antagonistes dans le socle 2 mais on ne peut en voir que seulement trois sur les figures 4 et 6 et qu'un sur la figure 2. Comme le montrent bien les figures, le socle 2 est pourvu d'un logement cen- tral 5b pour un contact central 4b constituant le contact de terre destiné à coopérer avec une broche de contact centrale 3b de la fiche, les autres contacts 4a, 4c,3a, 3c du socle et de la fiche étant dits périphériques et constituant les contacts de phase ou le neutre. En outre, comme le montrent bien les dessins, le socle est pourvu d'un dis- que de sécurité 9 monté rotatif sur le bloc isolant 6, le disque 9 étant pourvu d'autant i5 d'ajours 10a, 10Ob 10Oc que la fiche et le socle sont pourvus de contacts puisque lesdits ajours sont destinés à être traversés par les broches de contact de la fiche comme il sera décrit ci-après. Comme le montrent encore les dessins, le socle est pourvu d'un couvercle de protection 11 destiné à être rabattu lorsque la fiche n'est pas connectée, et d'un cro- chet 12 (figures 4 et 6) pour verrouiller la fiche dans le socle en position de connexion (figures 5 et 6). Le bloc isolant 6 est pourvu d'une protubérance centrale 13 percée en son centre, qui forme un moyeu de rotation pour le disque de sécurité 9 qui coopère avec ledit moyeu par la surface intérieure de son ajour central 10Ob. Ledit ajour central 10Ob du disque 9 et la protubérance centrale ou moyeu 13 du bloc isolant 6 constituent des surfaces latérales de rotation qui sont en outre, comme représenté dans cet exemple, au moins en partie cylindriques de révolution. Comme le montrent bien les figures 2, 4 et 6, le disque de sécurité 9 est de plus pourvu d'un prolongement annulaire périphérique 14 qui vient recouvrir une partie du bloc isolant 6, les zones en recouvrement du prolongement 14 et du bloc isolant 6 constituant des surfaces de rotation cylindriques de révolution, coaxiales aux surfaces mentionnées ci-avant. De manière classique, en position initiale, le disque de sécurité 9 cache les contacts périphériques 4a,4c du socle 2, tandis que les broches 3a, 3b, 3c de la fiche ' peuvent être introduites dans les ajours 10a, 10Ob 10Oc du disque de sécurité (figures 1 et 2). Ensuite, la fiche subit une rotation qui cause la rotation du disque de sécurité jusqu'à ce que celui-ci découvre les contacts périphériques 4a et 4c du socle (figures 3 et4). Il suffit alors d'effectuer une dernière translation de la fiche pour que les bro- ches 3a, 3b, 3c de la fiche viennent s'appliquer sur les contacts antagonistes 4a, 4b, 4c du socle en exerçant une certaine pression à l'encontre de l'effort des ressorts 8 dont ils sont pourvus (figure 2), entraînant un léger gonflement des tresses conductri- lO ces 7', la fiche et le socle prenant alors la position de connexion représentée sur les figures 5 et 6, la fiche étant verrouillée dans le socle par le crochet 12 (la déconnexion étant obtenue bien sûr par des manoeuvres inverses). La protubérance 13 du bloc isolant 6 est en outre pourvue ici d'une partie évasée en creux 13' (figure 1) qui assujettit en translation le disque de sécurité 9 et ledit bloc isolant 6, ladite partie 13' pouvant en outre présenter des fentes (bien visi- bles sur la figure 10) créant des secteurs qui assurent notamment une certaine flexibi- lité. Par ailleurs, on peut aussi constater sur les figures 2, 4 et 6 que les ajours périphériques 1 Oa, 1 Oc du disque 9 sont parfaitement calibrés par rapport aux broches de contact 3a, 3c de la fiche 1. On comprend que la surface intérieure de l'ajour 10Ob du disque et la surface extérieure du moyeu 13 constituent des surfaces latérales de rotation sur une certaine longueur, de même que les zones en recouvrement du prolongement 14 du disque sur le bloc 6, tandis que les broches périphériques 3a, 3c de la fiche traversent sur une certaine longueur les ajours calibrés 1 Oa, 1 Oc du disque 9. De la sorte, en choisissant les longueurs (ou hauteurs) de ces surfaces ainsi que l'interstice entre lesdites surfaces, on peut constituer des surfaces de joint antidé- flagrant de telle sorte que les logements périphériques 5a, 5c du socle qui sont les vo- lumes dans lesquels s'effectuent les contacts électriques, constituent une enveloppe antidéflagrante (voir définitions ci-après). A cet effet, les logements de contact 5a, 5c (et même ici 5b) sont fermés à leurs extrémités opposées aux têtes de contact par tout moyen et notamment par des éléments constituant les pieds de sertissage des contacts du socle comme représenté en 15a, 15b et 15c. Dans cet exemple, ces éléments forment dans lesdits logements 15a, 15b, 15c des surfaces de joint antidéflagrant. On rappelle en effet que les normes Françaises et Européennes définissent une enveloppe antidéflagrante comme un mode de protection dans lequel les pièces qui peuvent enflammer une atmosphère explosible sont enfermées dans une enve- loppe qui résiste à la pression développée lors d'une explosion interne d'un mélange explosif et qui empêche la transmission de l'explosion à l'atmosphère explosible envi- ronnante de l'enveloppe. Un joint antidéflagrant est l'endroit o les surfaces correspondantes de deux éléments d'une enveloppe ou la partie commune d'enveloppes se rejoignent et empê- chent la transmission d'une explosion interne à l'atmosphère explosible environnante 0 de l'enveloppe, sa longueur étant le plus court chemin entre l'intérieur et l'extérieur de l'enveloppe. L'interstice d'un joint antidéflagrant est bien sûr l'écartement entre les faces correspondantes dudit joint. Pour les surfaces cylindriques formant des joints cylindri- ques, l'interstice est ainsi la différence entre les diamètres de l'alésage et du corps cylindrique. Le socle selon l'invention peut donc être antidéflagrant du fait de la constitu- tion d'une enveloppe antidéflagrante commune pour tous les contacts périphériques par simple constitution de joints antidéflagrants. Si l'exemple représenté concerne un socle et une fiche de connexion pour un courant triphasé, on peut vouloir, éventuellement, utiliser le même socle (avec donc quatre passages périphériques de broches) pour un courant monophasé par exemple, la fiche ne comportant alors que deux broches périphériques. A cet effet, I'invention prévoit aussi de constituer au besoin un joint plat antidéflagrant entre le bloc isolant 6 et le disque 9. Comme le montrent bien les dessins en coupe, le bloc isolant 6 et le disque 9 présentent des surface frontales planes qui s'appliquent l'une sur l'autre. L'interstice entre lesdites surfaces, combiné avec la distance entre deux lo- gements périphériques ou de manière équivalente entre deux ajours périphériques Oa, 10Oc du disque de sécurité, telle la distance schématisée en d sur la figure 9, per- met de constituer si on le désire un joint plat antidéflagrant référencé 16 sur les figures en coupe, qui peut ainsi créer une enveloppe antidéflagrante pour chaque logement périphérique 5b, 5c de contact de telle sorte que l'absence de certaines broches et donc d'ajours du disque non obturés n'est pas préjudiciable. De très nombreuses combinaisons sont possibles du fait d'avoir imaginé pou- voir réaliser des joints plats antidéflagrants. Le mode de réalisation décrit précédemment présente deux joints cylindri- ques antidéflagrants (moyeu 13 et prolongement 14) et éventuellement un joint plat antidéflagrant 16 qui permet de réaliser une enveloppe antidéflagrante pour chaque contact électrique périphérique. Toutefois, on comprend que si la distance radiale entre les ajours périphéri- ques (10Oa, 10Oc) du disque de sécurité 9 et la protubérance 13 formant moyeu est suf- fisante, le joint plat antidéflagrant 16 réalisé permet alors de ne pas être dans l'obliga- tion d'avoir un joint cylindrique antidéflagrant formé par ladite protubérance. De même, avec une distance radiale suffisante entre lesdits ajours périphéri- ques et l'extérieur, on peut également supprimer l'autre joint cylindrique antidéflagrant et donc supprimer le prolongement 14 du disque. Pour réaliser un socle de connexion pour atmosphère explosible, on peut donc envisager diverses possibilités: deux joints cylindriques antidéflagrants avec ou sans joint plat antidéflagrant, ou un seul joint plat antidéflagrant, ou encore un joint plat antidéflagrant et un seul joint cylindrique antidéflagrant, soit du côté protubérance, soit du côté prolongement du disque. Toutefois, si les interstices désirés (par exemple 0,1 mm) sont relativement faciles à obtenir entre les broches 3a, 3c de la fiche et les ajours correspondants du disque, I'ajustement des surfaces de rotation du disque et du bloc isolant peut être plus délicat avec des pièces moulées séparément. C'est pourquoi l'invention préconise un procédé tout à fait original qui permet un excellent ajustement des pièces à un coût réduit. Selon le procédé de l'invention, on procède d'abord à la fabrication du disque de sécurité que l'on peut voir sur les figures 2, 4, 6 et plus particulièrement sur les figures 9 et 10, par exemple par moulage, notamment dans une matière thermodur- cissable. Ensuite, on surmoule sur ou dans le disque 9, celui-ci servant d'insert, le bloc isolant 6 comme le montrent les figures 7 et 8. La matière injectée 6' utilisée, par exemple un thermoplastique, pour obtenir ledit bloc 6, arrive comme représenté sur les dessins par des canaux d'injection adéquats. De la sorte, le retrait de la matière 6' après moulage du bloc isolant, assure l'interstice nécessaire pour la rotation du disque sur ledit bloc et pour constituer le ou les joints antidéflagrants. On comprend qu'ainsi les deux pièces 6 et 9 sont nécessairement bien ajustées même au besoin avec des tolérances larges pour le disque de sécurité 9 lui- même. Si la figure 9 représente le disque de sécurité 9, en réalité en forme de capu- chon du fait de son prolongement annulaire périphérique 14, la figure 10 montre le résultat obtenu du bloc 6 et du disque 9 après surmoulage. REVENDICATIONS 1) Socle (2) de connexion électrique, notamment pour atmosphère explosible, pourvu de contacts électriques (4a,4b,4c) qui sont montés dans des logements péri- phériques (5a,5c) et un logement central (5b) de contact d'un bloc isolant (6) et qui sont prévus pour coopérer avec des broches de contact (3a,3b,3c) correspondantes d'une fiche (1), tandis qu'un disque de sécurité (9) pourvu d'autant d'ajours (1Oa,10b,10Oc) que le bloc isolant (6) est muni de logements de contact (5a,5b,5c), est monté rotatif sur ledit bloc isolant (6) en présentant des surfaces frontales planes qui 0 s'appliquent l'une sur l'autre de telle sorte que les ajours périphériques (10a,10c) du disque peuvent être amenés à volonté par rotation de ce dernier en regard des loge- ments correspondants (5a,5c) du bloc isolant, socle caractérisé en ce que le bloc iso- lant (6) présente une protubérance centrale (13) percée pour le passage d'une broche centrale de contact (3b) et qui est destinée à constituer un moyeu de rotation en for- mant une surface latérale de rotation pour le disque de sécurité (9) qui coopère avec ledit moyeu par la surface intérieure de son ajour central (10b), tandis qu'au moins certaines des surfaces en contact du disque de sécurité (9) et du bloc isolant (6) ainsi que les surfaces respectivement intérieures d'au moins les ajours périphériques (10a,10c) du disque de sécurité (9) et extérieures des broches (3a,3c) correspondan- tes de la fiche forment des surfaces de joint antidéflagrant de telle sorte qu'au moins les logements périphériques (5a,5c) de contact du bloc isolant constituent au moins une enveloppe antidéflagrante. 2) Socle de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de joint antidéflagrant entre le disque de sécurité (9) et le bloc isolant (6) sont constituées au moins en partie par au moins une partie des surfaces planes (16) qui s'appliquent l'une sur l'autre du disque de sécurité (9) et du bloc isolant (6). 3) Socle de connexion selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les surfaces de joint antidéflagrant entre le disque de sécurité (9) et le bloc isolant (6) sont constituées au moins en partie par au moins une partie de la surface latérale de rotation de la protubérance centrale ou moyeu (13) et la surface intérieure de l'ajour central (1 Ob) du disque. 4) Socle de connexion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le disque de sécurité (9) présente un prolongement annulaire périphérique (14) qui vient recouvrir une partie du bloc isolant (6), au moins une partie des zones en , recouvrement dudit bloc isolant (6) et dudit prolongement (14) constituant des surfa- ces latérales de rotation formant joint antidéflagrant. ) Socle de connexion selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces latérales de rotation du bloc isolant (6) et du disque de sécurité (9) formées d'une part, par le moyeu (13) et l'ajour central (lOb) du disque et, d'autre part, par les zones en recouvrement du bloc isolant (6) et du prolongement (14) du disque, sont des surfaces cylindriques de révolution. 6) Socle de connexion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins les logements périphériques (5a, 5c) de contact sont fermés à la base des contacts (4a,4c) correspondants par des éléments (15a, 15c) formant dans lesdits logements des surfaces de joint antidéflagrant. 7) Socle de connexion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyeu (13) du bloc isolant (6) présente une extrémité (13') évasée en creux qui assure la solidarisation en translation du disque (9) et du bloc isolant (6). 8) Socle de connexion selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les contacts (4a,4b,4c) du socle sont des contacts à pression en bout pourvus chacun d'une tête de contact (7), d'une tresse (7') et d'un ressort hélicoïdal (8) dispo- sés dans le logement de contact correspondant (5a,5b,5c). 9) Socle de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 8, carac- térisé en ce que le bloc isolant (6) est surmoulé dans ou sur le disque de sécurité (9), lui-même réalisé préalablement et servant d'insert, le retrait de la matière du bloc (6) après moulage assurant l'interstice, ou le jeu, nécessaire et ajusté entre les surfaces en contact des pièces pour la rotation du disque (9) sur ledit bloc (6) et pour constituer le ou les joints antidéflagrants.