Brevet FR2831335A1 — publié le 20030425

La présente invention concerne un connecteur de sécurité destiné à éviter les incidents avec les prises de courant amovibles (murales ou sur des appareils électrodomestiques) ; en effet en cas de mauvaise utilisation ou lors d'incidents de manipulation tels que résultant par exemple d'un passage maladroit en accrochant le câble d'alimentation, les fiches ou prises classiquement encastrées dans les parois refusent la déconnexion ou la rendent difficile lors des tractions latérales ou mixtes (composantes latérales et axiales). Les conséquences, sur un appareillage léger, peuvent être, par exemple son déplacement violent, sa chute, sa dégradation, voire des préjudices corporels sur des personnes proches par la projection des liquides éventuellement utilisés dans ces appareils par exemple. De même un socle mural encastré peut s'arracher du mur ou se briser, créant ainsi un risque potentiel en cas de contact avec des conducteurs sous tension. Le problème se présente aussi pour les prises/connexions amovibles destinées au transport d'informations, de fluides, plus généralement de signal ou d'énergie, comme par exemple pour le câble téléphonique ou les liaisons informatiques. Le but de l'invention consiste à réaliser un connecteur électrique permettant à la liaison de s'interrompre sans endommager l'appareil ou l'environnement lors de l'application d'un effort qu'il soit axial, radial ou mixte par rapport à l'axe du dispositif. Les deux sous-ensembles constituant le connecteur sont maintenus en contact par une force statique résultant de la déformation élastique d'une pièce par exemple métallique s'emboîtant dans une forme réceptrice adaptée. Pour diminuer le nombre de pièces de ce connecteur, une fonction de liaison électrique peut être assignée à ces deux pièces. Le calcul judicieux des pièces en contact permet de calibrer la résistance à la déconnexion en fonction de l'utilisation de ce connecteur de sécurité. Les paramètres, qui déterminent la valeur de cet effort, se basent sur la masse de l'appareil, la position du connecteur de sécurité-lié à la prise murale, à l'appareil, ou sur le câble de liaison-, de la protection ou de la facilité de déconnexion recherchée, des conditions d'emploi de l'appareil à protéger ou de tout autre paramètre souhaitable. Pour compléter la fonction de ce connecteur : des pièces métalliques judicieusement conçues, maintenues dans un matériau isolant et implantées dans chaque sous-ensemble du connecteur réalisent les liaisons électriques ; le nombre de conducteurs nécessaire à l'alimentation de l'appareil détermine le nombre de liaisons électriques à insérer dans le connecteur (2 ou 3 pôles, conducteur de protection...). Ce connecteur doit permettre la rotation d'un sous-ensemble par rapport à l'autre, tout en assurant la continuité des liaisons électriques. La conception de ce connecteur de sécurité doit également être conforme aux normes de sécurité en vigueur et applicable à cet ensemble : respect des distances de sécurité, protection de l'utilisateur contre les contacts accidentels avec des conducteurs sous tension, la liaison de protection (ou contact de terre) s'établit la première et se rompt la dernière. L'invention vise ainsi un connecteur de sécurité relié à un câble d'alimentation électrique d'un appareil comprenant deux parties reliées axialement l'une à l'autre par des moyens d'accouplement et de désaccouplement rapides, chacune des deux parties comportant des contacts électriques pour assurer la continuité de la liaison électrique entre le câble et les broches de connexion à une prise murale. Suivant l'invention, le connecteur est caractérisé en ce que l'une desdites parties comporte une partie mâle de forme annulaire pouvant s'engager dans une partie femelle de l'autre partie par déformation radiale de l'une des parties par rapport à l'autre, ladite partie mâle comportant en outre des moyens pouvant s'encliqueter dans des moyens complémentaires de la partie femelle, lors de l'accouplement des deux parties, tout en permettant une rotation sensiblement libre de l'une des parties par rapport à l'autre. Selon une version préférée de l'invention, la partie mâle de forme annulaire est composée de lamelles élastiques et la partie femelle est constituée par un évidement tronconique évasé vers l'extérieur. De préférence, les lamelles élastiques portent à leur extrémité une protubérance faisant saillie latéralement et pouvant s'encliqueter dans une gorge annulaire située près du fond de l'évidement tronconique de la partie femelle. Cette disposition assure une retenue axiale calibrée entre les deux parties tout en permettant une rotation relative entre celles-ci. Les protubérances et la gorge ont de préférence des sections circulaires. Ainsi le connecteur de sécurité selon l'invention est caractérisé par une forme en saillie appelée partie mâle et qui est exposée à la tension du réseau électrique, en conséquence : aucun conducteur actif n'est accessible selon les recommandations des normes de sécurité. Cette partie mâle coopère avec une forme réceptrice appelée partie femelle. L'assemblage entre les parties mâle et femelle est réalisé selon une forme partiellement sphérique telle une rotule dont l'une des pièces au moins est déformable pour permettre le couplage et le désaccouplage, un appui plan limitant la course d'enfoncement lors du couplage. La pièce qui est déformable peut être réalisée dans un matériau possédant des propriétés élastiques (tel un alliage utilisé pour la fabrication de ressort ou de contact électrique par exemple). Cette conception permet de faciliter la séparation des deux éléments du connecteur de sécurité quelle que soit la direction de l'effort s'appliquant sur le câble électrique. Si un effort axial entraîne un désaccouplage aisé, un effort radial ou situé dans une direction intermédiaire (avec composantes axiale et radiale) va entraîner un basculement de la partie femelle par rapport à la partie mâle et la séparation du connecteur. Ce mouvement résulte de la répartition des forces entre la forme sphérique, autorise la rotation entre la partie mâle et la partie femelle et évite la formation de boucle en favorisant ainsi l'orientation du câble, réduisant ainsi la possibilité d'accrocher le câble en croisant celui-ci. Les liaisons électriques sont réalisées par des contacts adaptés (contacts à ressorts en appui sur des éléments conducteurs ayant une forme géométrique autorisant la rotation de la partie mâle par rapport à la partie femelle sans interruption du passage du courant électrique). D'autres particularités et avantages de l'invention apparaissent encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à tire d'exemples non limitatifs : - La figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur conforme à l'invention, - La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du connecteur selon la figure 1, - La figure 3 est une vue éclatée du connecteur dont les deux parties sont partiellement désaccouplées, - La figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale, montrant les deux parties essentielles du connecteur. En référence aux figures annexées, le connecteur de sécurité 1 relié à un câble 2 d'alimentation électrique d'un appareil tel qu'un appareil électrique ; comprend deux parties 3,4 reliées axialement l'une à l'autre par des moyens d'accouplement et de désaccouplement rapides. Chacune des deux parties 3,4 comporte des contacts électriques 5 pour assurer la continuité de la liaison électrique entre le câble 2 et les broches de connexion 6. Conformément à l'invention, l'une desdites parties 3,4 comporte (voir figures 3,4, 5) une partie mâle 7 de forme annulaire pouvant s'engager dans une partie femelle 8 de l'autre partie par déformation radiale de l'une des parties par rapport à l'autre. La partie mâle 7 comporte en outre des moyens pouvant s'encliqueter dans des moyens complémentaires de la partie femelle 8 lors de l'accouplement des deux parties 3,4 tout en permettant une rotation sensiblement libre de l'une des parties par rapport à l'autre. Dans l'exemple représenté sur les figures 3, 4, 5 la partie mâle 7 de forme annulaire est composée de lamelles élastiques 9 et la partie femelle 8 est constituée par un évidement tronconique évasé vers l'extérieur, comme montré par la figure 5. Comme on le voit sur les figures 4 et 5, les lamelles élastiques 9 portent à leur extrémité une protubérance 10 faisant saillie latéralement et pouvant s'encliqueter dans une gorge annulaire 11 située près du fond 12 de l'évidement tronconique 8 de la partie femelle. Comme montré par la figure 5, les protubérances 10 et ladite gorge 11 ont des sections circulaires. Par ailleurs, les lamelles 9 et les protubérances 10 peuvent être conformées pour émettre un bruit lors de l'encliquetage dans la gorge annulaire 11. De préférence les lamelles 9 et l'évidement 8 peuvent assurer la connexion à la terre, ce qui simplifie la construction du connecteur. De préférence, les protubérances 10 des lamelles élastiques 9 ont la forme d'une partie sphérique réalisée par emboutissage. Comme montré par la figure 5, le rayon des parties sphériques des protubérances 10 est inférieur à celui de la section circulaire de la gorge annulaire 11. Ainsi, les protubérances 10 forment chacune un appui ponctuel avec la gorge 11, ce qui réduit le frottement lors de la rotation de la partie 3 par rapport à la partie 4. Par ailleurs, comme montré également par la figure 5, les partie 3 et 4 comportent à leurs extrémités adjacentes, des surfaces planes 13,14 sensiblement jointives pouvant venir en appui l'une contre l'autre sous l'effet d'un effort latéral F exercé sur le câble 2. Dans l'exemple représenté (voir figures 1 à 4) la partie mâle 7 est reliée à l'embase 15 portant les broches de connexion 6 à la prise murale (non représentée) (voir figure 3) et la partie femelle 8 est reliée au câble 2 d'alimentation de l'appareil. Les deux parties 3 et 4 peuvent se désaccoupler l'une par rapport à l'autre, sous l'effet d'une force appliquée suivant l'axe des deux parties 3,4 ou transversalement par rapport à cet axe. Dans la pratique, lorsqu'un effort est appliqué sur le câble relié à l'appareil, cet effort présente des composantes axiales et transversales. L'élasticité des lamelles 9 c'est à dire la force d'appui des protubérances 10 dans la gorge 11 détermine, l'effort nécessaire pour désaccoupler les deux parties 3 et 4. Pour empêcher la chute d'un appareil, tel qu'un fer à repasser ou une friteuse électrique, posé sur une table, il faut bien entendu que, l'effort nécessaire de désaccouplement, soit inférieur à celui nécessaire pour entraîner la chute de l'appareil. Dans une autre version de l'invention, la partie femelle 3 est encastrée dans l'appareil et la partie mâle 4 est reliée au câble d'alimentation 2. Une autre réalisation de l'invention consiste à remplacer la fiche murale standard par la partie mâle 7 (figure 4), cette version a l'avantage de diminuer le nombre d'éléments nécessaire à la connexion des appareils tout en apportant la sécurité de déconnexion à l'ensemble des liaisons électriques. Dans les deux versions de l'invention, les contacts électriques 5 doivent assurer la connexion entre les conducteurs actifs c'est à dire de la phase et du neutre du câble d'alimentation 2 et les deux broches 6, tout en permettant la rotation de la partie 3 par rapport à la partie 4. Les contacts électriques des conducteurs actifs sont constitués par une pastille en alliage spécial destiné à cet usage (propriété de conductivité électrique adaptée à une forte intensité de courant et résistance à l'étincelle permettant de très nombreux cycles de désaccouplage en fonctionnement). Ces pastilles sont supportées chacune par une lame de forme logée dans le support 16. Cette lame en alliage possédant des propriétés élastiques est réalisée de telle manière que le débattement de la pastille lors de l'accostage du contact de la prise femelle (course de l'ordre de quelques millimètres) entraîne une pression de contact nécessaire et indispensable au passage du courant sans échauffement entre la pastille et le contact. L'autre extrémité de cette lame se raccorde à l'un des conducteurs actifs. L'un des contacts 5 vient en appui sur l'extrémité du plot central 17 et l'autre en contact sur la face perpendiculaire à l'axe du cylindre 18 (voir figure 3). Les pièces extérieures du connecteur sont réalisées en résine synthétique isolante, elles assurent le positionnement des différents contacts de ce connecteur et elles concourent à l'isolement des conducteurs sous tension. Parmi les avantages de ce montage, la facilité de couplage et de désaccouplage permet d'obtenir une protection mécanique efficace de l'appareil à protéger. La solution ne requiert aucune énergie emmagasinée (mécanique, magnétique, par exemple). Le degré de liberté offert par rotation possible du câble, permet un meilleur positionnement de celui-ci et réduit encore les risques d'accrochage. Le désaccouplement étant assuré dans les directions axiales et radiales augmente le degré de protection. La réalisation d'une version prise gigogne , se présentent comme un interface mâle femelle au standard adapté au pays utilisateur et incorporant le connecteur de sécurité placé en intermédiaire permet d'étendre l'utilisation de cette invention à tous les appareils qui en sont dépourvus. L'utilisation d'un matériau non métallique pour le contact de la partie mâle dans une variante de ce connecteur pour une utilisation sans conducteur de protection est envisageable, de même pour la forme réceptrice de la partie femelle, la fonction de liaison électrique n'étant pas nécessaire. REVENDICATIONS 1) Connecteur de sécurité (1) relié à un câble (2) d'alimentation électrique d'un appareil comprenant deux parties (3,4) reliées axialement l'une à l'autre par des moyens d'accouplement et de désaccouplement rapides, chacune des deux parties (3,4) comportant des contacts électriques (5) pour assurer la continuité de la liaison électrique entre le câble (2) et les broches de connexion (6), caractérisé en ce que l'une desdites parties (3,4) comporte une partie mâle (7) de forme annulaire pouvant s'engager dans une partie femelle (8) de l'autre partie par déformation radiale de l'une des parties par rapport à l'autre, ladite partie mâle (7) comportant en outre des moyens pouvant s'encliqueter dans des moyens complémentaires de la partie femelle (8), lors de l'accouplement des deux parties (3,4), tout en permettant une rotation sensiblement libre de l'une des parties par rapport à l'autre. 2) Connecteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la partie mâle (7) de forme annulaire est composée de lamelles élastiques (9) et la partie femelle (8) est constituée par un évidement tronconique évasé vers l'extérieur. 3) Connecteur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les lamelles élastiques (9) portent à leur extrémité une protubérance (10) faisant saillie latéralement et pouvant s'encliqueter dans une gorge annulaire (11) située près du fond (12) de l'évidement tronconique (8) de la partie femelle. 4) Connecteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites protubérances (10) et ladite gorge (11) ont des sections circulaires. 5) Connecteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites lamelles (9) sont conformées pour émettre un bruit lors de l'encliquetage des protubérances (10) dans ladite gorge (11). 6) Connecteur conforme à l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les lamelles (9) et l'évidement (8) sont métalliques. 7) Connecteur conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les lamelles (9) et l'évidement (8) assurent la connexion à la terre. 8) Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites parties (3,4) comportent à leurs extrémités adjacentes, des surfaces planes (13,14) sensiblement jointives pouvant venir en appui l'une contre l'autre sous l'effet d'un effort latéral sur le câble (2). 9) Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie mâle (7) est reliée à l'embase (15) portant les broches de connexion (6) à une prise murale et la partie femelle (8) est reliée au câble (2) d'alimentation de l'appareil. 10) Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie femelle est encastrée dans l'appareil et la partie mâle est reliée au câble d'alimentation. 11) Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie mâle est insérée directement dans le socle mural d'alimentation en énergie électrique, la partie femelle se connecte directement sans élément interface. 12) Connecteur conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le connecteur de sécurité se présente sous la forme d'une interface gigogne permettant la connexion de tout appareil sans modification du câble d'alimentation.