Brevet FR2817667A1 — publié le 20020607

Dispositif de connexion électrique à haute tension La présente invention se rapporte à un dispositif de connexion électrique pour appareils à haute tension, comprenant deux éléments isolants séparables comportant chacun au moins un contact électrique, à savoir un élément femelle comprenant des moyens pour sa fixation à des moyens de réception sur un appareil à haute tension, et un élément mâle constituant une extrémité de raccordement d'un câble à haute tension et destiné à être emboîté dans l'élément femelle et être fixé auxdits moyens de réception, en vue de l'établissement de la continuité électrique entre les contacts des deux éléments. De tels dispositifs de connexion à haute tension sont utilisés notamment pour l'alimentation d'appareils d'imagerie médicale, par exemple d'appareils à tube à rayons X. En particulier, l'appareil à alimen- ter est entouré d'une enveloppe métallique mise à la masse à laquelle est fixé l'élément femelle du dispositif de connexion, tandis que l'élément mâle est constitué par l'extrémité d'un câble à haute tension venant d'un générateur à haute tension. Jusqu'à présent, ces dispositifs de connexion utilisés dans le domaine médical sont de taille "standard" et relèvent d'un standard dit "Federal Standard". Compte tenu des progrès intervenus dans les matières isolantes et les convertisseurs haute fréquence, un nouveau type de dispositifs de connexion à haute tension est envisageable. Ce nouveau type de dispositifs de connexion de taille "réduite" différera du dispositif de connexion de taille standard en particulier par une réduction des longueurs et diamètres des éléments femelles et des éléments mâles. Tous les nouveaux appareils équipés de dispositifs de connexion de ce type, qu'il s'agisse des générateurs à haute tension ou des appareils d'imagerie alimentés par ces générateurs, seront alors systématiquement équipés de dispositifs de connexion de taille réduite. Or, il arrivera fréquemment que l'un seulement de ces deux appareils soit remplacé par un appareil nouveau équipé du dispositif de connexion de taille réduite, alors que l'autre appareil encore équipé d'un dispositif de connexion de taille standard reste en fonction. Afin d'éviter d'avoir à changer sur ce dernier appareil l'élément de connexion de taille standard pour le remplacer par un élément de connexion de taille réduite, on pourra envisager d'utiliser dans ces cas des câbles dits hybrides, comportant à une extrémité un élément de connexion d'un type, de taille réduite, et à l'autre extrémité un élément de connexion de l'autre type, de taille standard. Pour pouvoir parer à toutes les possibilités, il sera nécessaire de disposer d'au moins deux types de câbles hybrides, l'un avec un élément de connexion femelle de taille standard et avec un élément de connexion mâle de taille réduite, l'autre avec un élément de connexion femelle de taille réduite et un élément de connexion mâle de taille standard. Il en résultera un coût élevé. La présente invention vise un système adaptateur permettant de connecter entre eux de manière simple et rapide des appareils à haute tension conçus pour utiliser l'un un dispositif de connexion de taille standard et l'autre un dispositif de connexion de taille réduite, sans avoir à faire appel à de tels câbles hybrides. Le dispositif de connexion électrique pour appareils à haute tension, objet de l'invention, comprend deux éléments de connexion isolants séparables comportant chacun au moins un contact, à savoir un élément femelle comprenant des moyens pour sa fixation à des moyens de réception sur un appareil à haute tension, et un élément mâle constituant une extrémité de raccordement d'un câble à haute tension et destiné à être emboîté dans l'élément femelle et fixé auxdits moyens de réception, en vue de l'établissement de la continuité électrique entre les contacts des deux éléments. Ce dispositif comprend, en vue de l'adaptation, à un élément femelle de taille standard, d'un élément mâle de taille réduite, des moyens adaptateurs de forme et de contact comprenant un corps isolant ayant une conformation extérieure correspondant à la conformation intérieure de l'élément femelle de taille standard, une conformation intérieure correspondant à la conformation extérieure de l'élément mâle de taille réduite, et au moins un contact intermédiaire qui est incorporé audit corps et qui, lorsque l'élément mâle de taille réduite est emboîté dans l'élément femelle de taille standard, lesdits moyens adaptateurs de forme et de contact étant intercalés entre eux, établit la continuité électrique entre les contacts desdits deux éléments. Le dispositif comprend, en outre, des moyens adaptateurs de fixation conformés pour permettre la fixation de l'élément mâle de taille réduite et des moyens adaptateurs de forme et de contact aux moyens de réception de taille standard prévus sur l'appareil à haute tension. De façon usuelle, les moyens de réception de taille standard comprennent un embout cylindrique à filetage intérieur et un appui annulaire intérieur, les moyens de fixation de taille standard comprenant une bague d'appui coopérant avec l'élément mâle de taille standard et une bague de blocage à filetage extérieur vissée dans ledit embout pour serrer l'élément mâle de taille standard par ladite bague d'appui contre ledit appui. Les moyens adaptateurs de fixation comprennent, dans ce cas, une bague d'appui conformée pour pouvoir coopérer avec l'élément mâle de taille réduite et permettre le serrage de ce dernier à l'aide de la même bague de blocage dans lesdits moyens de réception de taille standard. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un exemple de réalisation d'un dispositif de connexion conforme à l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif de connexion à haute tension de taille standard; la figure 2 est une coupe correspondante d'un dispositif de connexion à haute tension de taille réduite; la figure 3 est une coupe correspondante de l'adaptation d'un élément de connexion mâle de taille réduite à un élément de connexion femelle de taille standard. Selon la figure 1, un dispositif de connexion électrique à haute tension de taille standard, type "Federal Standard", tel qu'utilisé notamment en imagerie médicale, comprend essentiellement un élément de connexion femelle 1 et un élément de connexion mâle 2. L'élément de connexion femelle 1 formant réceptacle comprend une enveloppe isolante 3 creuse de forme intermédiaire tronconique, par exemple en matière plastique rigide. L'enveloppe 3 tronconique fermée à sa petite base et ouverte à sa grande base comprend une paroi de fond 4, une paroi latérale 5 et, à son extrémité ouverte, un rebord extérieur annulaire 6. La paroi de fond 4 est traversée par au moins un conducteur électrique 7 qui se termine côté interne de l'enveloppe 3 par un contact 8, par exemple femelle, et qui est relié, côté externe de l'enveloppe 3, à l'appareil équipé de l'élément de connexion femelle 1. Cet appareil non représenté comprend une enveloppe métallique avec une paroi 9 comportant, pour recevoir le dispositif de connexion, un trou 10 entouré côté extérieur de la paroi 9 d'une surface d'appui 1 1 annulaire plane et d'un embout de fixation 12 cylindrique muni d'un filetage intérieur 13. Pour fixer l'élément de connexion femelle 1 à la paroi 9, on place un joint d'étanchéité 14 sur la surface d'appui 11, on engage l'élément 1 depuis le côté extérieur de la paroi 9, la paroi de fond 4 en avant, dans le trou 10, et on bloque son rebord 6 sur la surface 11, avec compression du joint 14, en vissant un anneau 15 à filetage extérieur dans l'embout 12. L'élément de connexion mâle 2 formant fiche qui est solidaire de l'extrémité d'un câble 16 comprend un corps 17 isolant, par exemple en matière plastique élastiquement déformable, de forme générale biconique, avec une partie postérieure 18 tronconique, côté câble 16, et une partie antérieure 19 tronconique dont la forme et les dimensions extérieures correspondent à la forme et aux dimensions intérieures de l'enveloppe 3 de l'élément de connexion femelle 1. Le corps 17 est traversé par au moins un conducteur 20 relié au câble 16 et se terminant à l'extrémité libre du corps 17, par un contact mâle 21 complémentaire du contact femelle 8. Le corps 17 est conformé, dans la zone de raccordement de deux parties tronconiques 18 et 19, avec une gorge annulaire 22 délimitée du côté de la partie 19 par un épaulement 23 et du côté de la partie 18 par un rebord annulaire 24 extérieur. La fixation de l'élément de connexion mâle 2, après l'emboîtement de ce dernier dans l'élément de connexion femelle 1, s'effectue à l'aide d'une bague d'appui 25 fendue présentant un rebord intérieur 26 susceptible d'être engagé dans la gorge 22 de l'élément 2, avant emboîtement de ce dernier dans l'élément 1, et à l'aide d'une bague de blocage 27 à profil en T, présentant sur sa partie correspondant à la barre verticale du profil en T un filetage extérieur 28 grâce auquel la bague 27 peut être vissée dans l'embout 12 de la paroi 9 pour venir porter sur la bague 25 et serrer cette dernière sur l'anneau 15, ce qui bloque l'élément de connexion mâle 2 dans l'élément de connexion femelle 1, un joint d'étanchéité 29 situé à l'intérieur de l'anneau 15 étant simultanément comprimé entre le rebord 6 et la bague 25 pour assurer l'étanchéité entre les deux éléments 1 et 2. La figure 2 représente un dispositif de connexion de taille réduite, composé de façon analogue au dispositif de taille standard suivant la figure 1 d'un élément de connexion femelle 101 et d'un élément de connexion mâle 102. L'élément de connexion femelle 101 ou réceptacle comprend une enveloppe 103 creuse en matière isolante, par exemple en matière plastique rigide, de forme intérieure tronconique, définie par une paroi de fond 104 à son extrémité fermée de petit diamètre par une paroi latérale 105 et ouverte à son extrémité de grand diamètre o elle comporte un rebord extérieur 106 annulaire. La paroi de fond 104 est traversée par au moins un conducteur électrique 107 raccordé côté interne de l'enveloppe 103 à un contact 108, par exemple un contact femelle, et côté externe de l'enveloppe 103 à l'appareil électrique à alimenter. Cet appareil comprend une enveloppe métallique mise à la masse dont la paroi 109 comporte, pour recevoir le dispositif de connexion de taille réduite, un trou de passage 110 entouré côté extérieur de la paroi 109 d'une surface annulaire d'appui 111 elle-même entourée d'un embout cylindrique extérieur 112 muni d'un filetage extérieur 113. L'élément de connexion mâle 102 ou fiche disposé à l'extrémité d'un câble 116 comprend un corps biconique 117 isolant, par exemple en matière plastique élastiquement déformable, comprenant une partie postérieure 118 tronconique et une partie antérieure 119 tronconique. Le corps 117 est traversé par au moins un conducteur 120 qui, relié au câble 116, comporte à son extrémité libre un contact mâle 121 complémentaire du contact femelle 108. Dans la zone de raccordement des deux parties 118 et 119, le corps 117 comporte un rebord annulaire extérieur 122. L'élément de connexion femelle 101 est engagé depuis le côté extérieur de la paroi 109, la paroi de fond 104 tournée vers l'avant, dans le trou 110 de la paroi 109 de manière que son rebord 106 vienne porter sur la surface d'appui 111. Sur le rebord 106, on place un joint d'étanchéité 123 et on emboîte ensuite l'élément mâle 102 dans l'élément femelle 101 de manière que son rebord 122 vienne porter sur le joint 123. La fixation s'effectue à l'aide d'un écrou 124 ayant un profil en T avec un filetage intérieur 125 sur la partie correspondant à la branche verticale du T. Lors du vissage de l'écrou 124 sur l'embout 112, le rebord annulaire intérieur 126 de l'écrou serre le rebord extérieur 122 de l'élément de connexion mâle 102 contre le joint 123, assurant l'étanchéité des deux éléments 101 et 102 l'un par rapport à l'autre et leur fixation à la paroi. La figure 3 illustre les dispositions prévues suivant la présente invention pour permettre à un élément de connexion mâle 102 de taille réduite, à l'extrémité d'un câble 116, de coopérer avec un élément de connexion femelle 1 de taille standard. L'élément de connexion femelle 1 est fixé, comme selon la figure 1, à la paroi 9 d'une enveloppe, comportant un trou de passage 10 entouré d'une surface d'appui extérieure 11 et d'un embout de fixation 12, le rebord extérieur 6 de l'enveloppe 3 de l'élément 1 étant serré par l'intermédiaire d'un joint 14 contre la surface d'appui 11 à l'aide de l'anneau fileté 15. En vue de l'adaptation d'un élément de connexion mâle 102 de taille réduite à l'élément de connexion femelle 1 de taille standard, il est prévu un élément adaptateur 201 comprenant un corps creux 202 isolant, par exemple en matière plastique élastique, dont la forme extérieure correspond à la forme de la partie antérieure 19 du corps 17 de l'élément de connexion mâle 2 de taille standard, donc à la forme intérieure de l'enveloppe 3 de l'élément de connexion femelle 1 de taille standard, tandis que sa forme intérieure correspond à la forme de la partie antérieure 119 du corps 117 de l'élément de connexion mâle 102 de taille réduite. Le corps 202 de l'élément adaptateur 201 présente donc intérieurement et extérieurement des formes tronconiques et comporte une paroi latérale 203 tronconique, de faible épaisseur, et une paroi de fond 204 de plus forte épaisseur située entre une surface de fond interne 205a et une surface de fond externe 205b. L'élément adaptateur 201 comporte, dans cette paroi de fond 204, au moins un conducteur électrique 206 s'étendant depuis un contact femelle 207 situé dans la zone de la surface de fond interne 205a jusqu'à un contact mâle 208 situé dans la zone de la surface de fond externe 205b. A son extrémité ouverte, de grand diamètre, située à l'opposé de la paroi de fond 204, le corps 202 de l'élément adaptateur 201 présente un rebord annulaire extérieur 209. Pour raccorder l'élément de connexion mâle 102 de taille réduite à l'élément de connexion femelle 1 de taille standard, fixé à l'aide de l'anneau 15 dans l'embout 12 de la paroi 9, on emboîte l'élément de connexion mâle 102 dans l'élément adaptateur 201, de manière que son contact mâle 121 s'emboîte dans le contact femelle 207 de l'élément adaptateur 201. On emboîte ensuite les deux éléments 102, 202 ainsi réunis, dans l'élément de connexion femelle 1 de taille standard de manière que le contact mâle 208 de l'élément adaptateur 201 s'emboîte dans le contact femelle 8 de l'élément de connexion femelle 1, ce qui établit la continuité électrique entre le conducteur électrique 120 de l'élément de connexion mâle 102 de taille réduite et le conducteur 7 sortant de l'élément de connexion femelle 1 de taille standard. Pour la fixation de l'élément 102, on utilise une bague d'appui 210 semblable à la bague 25, à cette différence près qu'elle n'est pas fendue et qu'elle présente un profil intérieur avec un épaulement 211 adapté au rebord extérieur 209 de l'élément adaptateur 201 et un rebord 212 adapté au rebord 122 de l'élément de connexion mâle 102 de taille réduite, pour pouvoir bloquer ces deux rebords lors de son serrage contre l'anneau 15 à l'aide de la bague de blocage fileté 27, par vissage de cette dernière dans l'embout 12 de la paroi 9. Le joint 29 se trouve ici intercalé, à l'intérieur de l'anneau 15, entre le rebord 6 de l'élément de connexion femelle 1 de taille standard et le rebord 209 de l'élément adaptateur 201. La bague d'appui 210 comporte par ailleurs, à l'opposé de son côté de serrage sur l'anneau 15, un embout cylindrique 213 présentant un filetage extérieur 214 permettant d'y visser l'écrou 126 qui est utilisé pour fixer l'élément de connexion mâle 102 de taille réduite lorsque ce dernier coopère avec un élément de connexion femelle 101 de taille réduite, selon la figure 2, mais qui n'a ici pas de fonction. Il y a lieu de noter que le mode de réalisation tel que représenté et décrit n'a été donné qu'à titre d'exemple illustratif et non limitatif et que de nombreuses modifications et variantes sont possibles dans le cadre de l'invention. Ainsi, bien qu'un seul contact ne soit visible sur les dessins, il est possible de prévoir plusieurs contacts sur l'élément mâle et l'élément femelle et un nombre correspondant de contacts sur l'élément adaptateur. Des variantes sont également concevables en ce qui concerne les formes et les dimensions des éléments mâle et femelle, l'élément adaptateur étant dans tous les cas conçu de manière que ses formes et dimensions soient adaptées intérieurement à celles de l'élément mâle de taille réduite et extérieurement à celles de l'élément femelle de taille standard. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion électrique pour appareils à haute tension, comprenant deux éléments isolants séparables comportant cha- cun au moins un contact électrique, à savoir un élément femelle compre- nant des moyens pour sa fixation à des moyens de réception sur un appareil à haute tension, et un élément mâle constituant une extrémité de raccordement d'un câble à haute tension et destiné à être emboîté dans l'élément femelle et être fixé auxdits moyens de réception, en vue de l'établissement de la continuité électrique entre les contacts des deux éléments, caractérisé par le fait qu'il comprend, en vue de l'adaptation, à un élément femelle (1) de taille standard, d'un élément mâle (102) de taille réduite: - des moyens adaptateurs de forme et de contact (201) comprenant un corps isolant (202) ayant une conformation extérieure correspondant à la conformation intérieure de l'élément femelle (1) de taille standard, une conformation intérieure correspondant à la conformation extérieure de l'élément mâle (102) de taille réduite pour pouvoir s'intercaler entre ces deux éléments (1, 102), et au moins un contact intermédiaire (207, 208) incorporé audit corps, pour établir la continuité électrique entre les contacts (121; 8) desdits deux éléments, et - des moyens adaptateurs de fixation (210) conformés pour permettre la fixation de l'élément mâle (102) de taille réduite et des moyens adaptateurs de forme et de contact (201), aux moyens de réception (11, 12) de taille standard prévus sur l'appareil à haute tension. 2. Dispositif suivant la revendication 1, lesdits moyens de réception de taille standard comprenant un embout cylindrique à filetage intérieur et une surface d'appui annulaire intérieure, desdits moyens de fixation de taille standard comprenant une bague d'appui de taille standard coopérant avec l'élément mâle de taille standard et une bague de blocage à filetage extérieur vissée dans ledit embout pour bloquer l'élément mâle de taille standard par ladite bague d'appui contre ladite surface d'appui, caractérisé par le fait que les moyens adaptateurs de fixation comprennent une bague d'appui (210) conformée de manière à pouvoir coopérer avec l'élément de mâle (102) de taille réduite et permettre le blocage de ce dernier à l'aide de la même bague de blocage (27) dans lesdits moyens de réception de taille standard. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément femelle (1) de taille standard présente présente un corps isolant (3) ayant une forme intérieure tronconique, que l'élément mâle (102) de taille réduite présente un corps isolant (117) ayant une forme extérieure tronconique, et que les moyens adaptateurs de forme et de contact (201) présentent un corps isolant (202) creux ayant une forme extérieure tronconique et une forme intérieure tronconique adaptées à celles de l'élément femelle (1) de taille standard et de l'élément mâle (102) de taille réduite, respectivement. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit corps isolant (202) comporte des contacts (207, 208) coopérant avec les contacts (8, 121) de l'élément femelle (1) de taille standard et de l'élément mâle (102) de taille réduite lors de l'emboîtement dudit élément mâle dans ledit élément femelle, les moyens adaptateurs de forme et de contact (201) étant intercalés entre eux. 5. Dispositif suivant les revendications 2 et 3, le corps isolant (117) tronconique de l'élément mâle (102) de taille réduite présentant un rebord extérieur (122) à son extrémité de grand diamètre, caractérisé par le fait que le corps isolant (202) des moyens adaptateurs de forme et de contact (201) présente un rebord extérieur (209) à son extrémité de grand diamètre et que la bague d'appui (210) présente intérieurement deux rebords (212, 211) adaptés pour coopérer avec lesdits deux rebords extérieurs (122, 209), respectivement. 6. Dispositif suivant la revendication 5, la fixation de l'élément femelle et de l'élément mâle de taille réduite à des moyens de réception prévus pour des éléments de taille réduite s'effectuant par blocage à l'aide d'un écrou, caractérisé par le fait que la bague d'appui (210) comprend un embout (213) à filetage extérieur (214) sur lequel peut être vissé ledit écrou (126).