Brevet FR2856526A1 — publié le 20041224

DISPOSITIF DE CONNEXION POUR PANNEAU CONDUCTEUR D'ELECTRICITE La présente invention concerne le domaine des panneaux conducteurs d'électricité et plus particulièrement leur connexion à une source de courant de puissance. Des panneaux conducteurs d'électricité sont connus notamment des documents FR 2 694 322 A1 et FR 2 752 640 A1. Le document FR 2 694 322 A1 concerne notamment un panneau conducteur d'électricité modulaire de type panneau sandwich à âmes conductrices comportant notamment deux couches de matériau conducteur insérées dans des couches de matériau isolant et concerne la réalisation de 10 connecteurs destinées à alimenter des appareils électriques munis de broches pénétrantes reliées aux couches conductrices. Le document FR 2 752 640 A1 concerne la réalisation d'un panneau sandwich à âmes conductrices interposées entre des couches de matériau isolant en mousse pour lequel le matériau isolant en mousse a un seuil 15 d'élasticité au moins égal à la pression maximale exercée par une broche piquée dans la mousse. La technique des panneaux sandwich à âmes conductrices permet de réaliser par exemple des panneaux de présentation munis notamment de moyens d'éclairage ou d'appareils électriques répartis arbitrairement sur la 20 surface du panneau. Selon l'art antérieur, les moyens d'éclairage comportent soit des broches piquées perpendiculairement à la surface du panneau et des âmes conductrices pour être reliées aux dites âmes conductrices, soit une broche unique, munie de moyens de contact coaxiaux. Ainsi les moyens d'éclairage piqués dans le panneau sont alimentés en parallèle. De même pour l'alimentation du panneau, des broches d'alimentation sont elles mêmes piquées dans la surface du panneau. Dans le cas o les moyens d'éclairage sont de type micro lampes traversées par des intensités typiques de l'ordre de la dizaine de milliampères, il est possible de piquer un grand nombre d'ampoules sans atteindre un courant cumulé trop important, typiquement un courant de 5 Ampères reste 10 acceptable. Par contre, lorsque les appareils sont des appareils fortement consommateurs, par exemple des moyens d'éclairage de type lampes halogènes basse tension dont la puissance est typiquement d'une vingtaine de watts sous 12 Volts, le courant cumulé par la mise en parallèle de plusieurs 15 lampes devient vite important. En conséquence, le connecteur d'alimentation voit passer le cumul des courants de chaque lampe qui croît en conséquence. Les échauffements locaux, dus au passage du courant d'alimentation, deviennent alors excessifs et dégradent de manière irréversible les contacts du connecteur d'alimentation. Une solution qui consisterait à multiplier les points de connexion d'alimentation n'est pas valide car il est impossible d'équilibrer convenablement chaque contact par piquage perpendiculaire. Dans ce cas, du fait de la création de contacts préférentiels, la dégradation n'est que reportée dans le temps. De même une solution consistant à augmenter la section des 25 broches ne peut convenir car elle n'a que peu d'influence sur la pression de contact pour assurer une connexion de puissance et dégrade irréversiblement le panneau Par ailleurs, pour les panneaux comportant des âmes conductrices de type multicouches, c'est à dire constituées d'au moins deux feuilles 30 conductrices, telles que des feuilles métalliques, enserrant une couche élastomérique, I'utilisation de broches d'alimentation piquées perpendiculairement aux feuilles constituant les âmes conductrices, conduit à ce que seule la première couche conductrice soit en contact optimum avec la broche d'alimentation correspondante. ce qui rend difficile une utilisation réversible du panneau. Ainsi, I'utilisation des panneaux sandwich est limitée et des risques de panne croissants dans le temps existent pour ces panneaux. La présente invention tend à pallier ces problèmes et notamment à autoriser la connexion de nombreux appareillages fortement consommateurs de puissance électrique sur un panneau conducteur d'électricité. Par exemple pour des lampes en parallèle sur un panneau, le nombre de lampes, grâce à 10 I'invention, ne dépendra uniquement plus que de la capacité des transformateurs d'alimentation associés et des normes électriques applicables. L'invention offre ainsi une fiabilité importante et constante dans le temps. De plus, I'invention solutionne le problème de la connexion des panneaux à âmes conductrices multicouches en permettant de les utiliser de 1 5 façon réversible. Contrairement à un piquage perpendiculaire, l'élément de contact selon l'invention produit un contact électrique reproductible, fiable dans le temps et quantifiable en terme de surface et de pression de contact et permet plusieurs connexions successives au même point, ce qui rend alors possible la 20 connexion de panneau à panneau. Pour ce faire l'invention concerne principalement un dispositif de connexion pour panneaux conducteurs d'électricité, muni d'au moins une feuille conductrice solidaire d'une couche de matériau isolant supérieure et d'une couche de matériau isolant inférieure, le dispositif comportant au moins 25 un élément de contact électrique constitué d'une pince élastique comportant deux lames de contact longitudinales en regard, pénétrant dans le matériau isolant par la tranche du panneau et venant en contact avec une surface supérieure et une,, surface inférieure d'au moins une âme conductrice. Les lames de l'élément de contact électrique, peuvent être notamment 30 des lames planes munies de parties distales conformées en pointes pour pénétrer dans le matériau isolant. Les pointes des lames peuvent être pourvues d'un profil à pentes dissymétriques qui, sous l'action de la poussée de l'élément de contact dans l'isolant, tend à resserrer les lames sur l'âme conductrice. Plus particulièrement les lames de contact peuvent être coplanaires et réalisées par découpe d'un feuillard ayant des propriétés élastiques. Dans un mode de réalisation préférentiel, les lames peuvent être séparées par une fente de largeur inférieure à l'épaisseur de l'âme conductrice de sorte que les lames pincent l'âme conductrice et exercent une pression de contact sur les surfaces inférieure et supérieure de l'âme conductrice. De manière avantageuse, les lames peuvent comprendre, sur leurs côtés en regard séparés par la fente, des indentations de nettoyage et de mise à nu des surfaces de contact de l'âme conductrice. Plus particulièrement, les indentations peuvent comporter des zones de réception de matériau isolant déplacé lors de la pénétration des lames dans les 15 couches de matériau isolant inférieure et supérieure disposées de part et d'autre de l'âme conductrice. De manière particulièrement avantageuse, les lames de contact peuvent se rejoindre dans une zone dite corps de contact comprenant une découpe arrondie terminant la fente à l'opposée des parties distales des lames, la 20 découpe arrondie accroissant l'élasticité des lames. L'invention concerne aussi un connecteur pour panneaux conducteurs de type panneau sandwich à âmes conductrices comportant un clip métallique en forme de U muni d'un segment central, pourvu de moyens de connexion à un élément conducteur complémentaire, et muni de deux branches latérales 25 comprenant chacune un élément de contact à pince selon l'invention. L'invention concerne en outre un dispositif d'alimentation de panneau sandwich comportant des âmes conductrices, le dispositif comportant un élément connecteur tel que décrit précédemment et tel que le panneau sandwich comporte au moins une âme conductrice 11 pourvue d'au moins 30 une couche de matériau élastomère, l'élément connecteur comportant des lames 3, 4 pourvues de propriétés ressort les resserrant sur ladite âme conductrice, la couche de matériau élastomère appliquant une contre pression sur les lames. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention en référence aux figures qui représentent: En figure 1: Une vue en perspective d'une réalisation de dispositif de connexion selon l'invention; En figure 2 Une vue de côté du dispositif selon la figure 1; En figure 3 Une vue en perspective d'un dispositif selon un mode de 10 réalisation particulier de l'invention; En figure 4 Une vue d'un panneau muni de dispositifs de connexion selon Il'invention; En figure 5 Une vue de côté en coupe de panneaux reliés par des dispositifs selon l'invention. La présente invention a pour objectif la résolution des problèmes de contacts électriques de puissance liées aux panneaux conducteurs d'électricité. La description suivante développe une solution de connexion, capable de transmettre durablement et sans perte d'énergie un courant électrique 20 provenant d'une source d'alimentation à un panneau conducteur d'électricité. Un exemple d'élément connecteur pour panneau conducteur basé sur un dispositif de connexion selon l'invention est représenté en figure 1. Un tel élément connecteur est réalisé à partir d'un clip métallique en forme de U muni d'un segment central 22 et de deux branches latérales 25, 26. Le segment central est pourvu de moyens 23 de connexion à un élément conducteur complémentaire 24. Selon l'exemple, les moyens de connexion sont simplement constitués d'un trou destiné à faciliter la soudure d'un câble électrique 24 mais les moyens de connexion peuvent être de tout autre type tel que des ailettes de sertissage par exemple. Les branches 30 latérales 25, 26 comprennent chacune un dispositif de connexion 1 qui sera décrit ci-après, ce dispositif de connexion étant apte à relier le câble électrique 24 à une âme conductrice 1 1, 12 d'un panneau conducteur de type panneau sandwich tel que représenté schématiquement en figure 4. Le panneau sandwich représenté en figure 4 comporte généralement deux âmes conductrices 11, 12, munies chacune d'au moins une feuille conductrice notamment une feuille métallique, ces âmes conductrices étant recouvertes de couches de matériau isolant, I'âme conductrice 11 étant ici recouverte d'une couche supérieure 13 et d'une couche inférieure 14, cette couche 14 étant par ailleurs la couche supérieure de l'âme 12 qui recouvre une couche inférieure 27. Cette disposition est par exemple connue du 10 document FR 2 752 640 A1, auquel il y a lieu de se reporter. Un contact électrique apte à alimenter selon l'invention les âmes conductrices de tels panneaux munis de plusieurs dispositifs électriques tels que dispositifs d'éclairage de type halogène basse tension et à résoudre le problème d'alimentation de tels panneaux est par exemple représenté en figure 15 2. Selon cette figure, un élément de contact électrique 2 est constitué d'une pince élastique comportant deux lames de contact 3, 4 longitudinales en regard. Ces lames de contact sont destinées à pénétrer le matériau isolant du panneau par la tranche de ce panneau, c'est à dire par une section latérale du panneau perpendiculaire aux plans constitués par les âmes conductrices, et à 20 venir en contact avec une surface supérieure 1 1 a, 1 2a et une surface inférieure 1 b, 1 2b d'une âme conductrice 1 1, 12, I'axe principal du contact étant ainsi parallèle à l'âme conductrice du panneau. L'élément de contact électrique 2 est tel que les lames 3, 4 sont des lames planes munies de parties distales 5, 6 conformées en pointes pour 25 pénétrer dans les couches 13, 14 de matériau isolant, chaque lame comportant une arête longitudinale externe 30, 40 et une arête longitudinale interne 31, 41 se terminant par les pointes des parties distales 5, 6. L'élément de contact électrique selon l'exemple est tel que l'écartement des pointes est de l'ordre de 2 mm ce qui permet une latitude de 30 positionnement importante de la lame par rapport à l'âme conductrice et un auto centrage des lames par rapport à cette âme conductrice lors de l'introduction de l'élément de contact électrique dans le panneau. Par ailleurs, lors de l'insertion des lames dans la tranche du panneau, il y a lieu d'éviter que le matériau constitutif des couches 13, 14, par exemple une mousse de polyuréthane, écarte les lames de contact l'une de l'autre et vienne s'intercaler entre les lames. Pour ce faire un premier moyen est de 5 pourvoir les pointes des lames de contact 3, 4 de profils à pentes dissymétriques 5a, 5b, 6a, 6b qui, sous l'action de la poussée de l'élément de contact dans l'isolant, tendent à resserrer les lames 3, 4 sur l'âme conductrice 11 ou 12. Selon l'exemple de réalisation, décrit ici pour la lame 4, le profil à 10 pentes dissymétriques comporte une pente 5a partant de l'arête externe 40 de la lame et se dirigeant vers le sommet de la pointe 5. La pente 5a comporte un profil droit. La pente 5b pour sa part est une pente de profil convexe reliant l'arête interne 41 de la lame 4 au sommet de la pointe 5. La pente 5a peut notamment faire un angle avec un axe parallèle à l'axe longitudinal de la lame 15 plus aigu que la pente moyenne de la pente 5b, ce, afin que l'effort appliqué par le matériau isolant sur la pente externe 5a soit supérieur à l'effort exercé par le matériau sur la pente interne 5b lors de l'introduction de la lame dans la tranche du panneau. De plus, les profils 5b, 6b sont selon le mode de réalisation représenté 20 des profils convexes formant un entonnoir courbe ce qui favorise encore le centrage et le positionnement du contact sur l'âme conductrice. Comme la construction de la lame 3 est symétrique par rapport à l'axe d'une fente 7 séparant les deux lames, les forces exercées sur les pentes externes 5a et 6a des deux lames tendent à resserrer les lames et à refermer 25 la fente. Toujours de façon à maintenir les lames serrées lors de leur insertion dans le panneau, les lames de contact 3, 4 sont des lames minces coplanaires réalisées par découpe d'un feuillard ayant des propriétés ressort et notamment un feuillard réalisé dans un matériau ayant un bon rapport conduction/raideur. 30 Ainsi un contact est réalisé avec l'âme conductrice lors de la poussée sur les lames et leur pénétration dans le panneau de part et d'autre de l'âme conductrice. Dans le but de réaliser un bon contact électrique entre les lames et l'âme conductrice, la fente 7 séparant les lames 3, 4 est, au moins sur la partie distale des lames, de largeur inférieure à l'épaisseur de l'âme conductrice, par exemple l'âme conductrice 1 1, de sorte que les lames pincent 5 I'âme conductrice 11 et exercent une pression de contact électrique sur les surfaces inférieure 1 1 b et supérieure 1 1a de l'âme conductrice 1 1. La même configuration s'applique bien entendu dans le cas d'un contact destiné à alimenter l'âme conductrice 1 2 et venant en contact avec les surfaces 1 2a et 1 2b. Pour fixer les idées, I'âme conductrice peut être une feuille, ou un 10 sandwich feuilles métalliques enserrant un film élastomère, de l'ordre de 250 micromètres, la fente ayant, à son extrémité distale (côté pointes), une largeur inférieure à 0, 05mm, la fente s'évasant en s'éloignant de cette extrémité distale pour avoir une largeur de l'ordre de 0,20 mm à son extrémité qui se termine dans une découpe arrondie 21 proche de la fin des lames. Toujours lors de la poussée du contact dans la tranche du panneau, il y a lieu d'éviter un bourrage de matériau isolant entre les lames d'un contact. De plus, dans le cas de feuilles métalliques collées à des plaques isolantes il y a lieu éventuellement de racler une épaisseur de colle disposée à la surface des feuilles métalliques constituant les âmes conductrices et surtout 20 d'effectuer un nettoyage des surfaces métalliques en contact. Pour ce faire, les lames 3, 4 comprennent, sur leurs côtés en regard séparés par la fente 7, des indentations 8 de mise à nu des surfaces de contact de l'âme conductrice 11, 12. Pour renforcer l'immunité des lames contre le bourrage de matériau 25 dans la fente 7 lors de la pénétration des lames 3, 4 dans les couches 13, 14 de matériau isolant inférieure et supérieure entourant l'âme conductrice 11, 12, des zones 9 de réception du matériau isolant déplacé sont prévues en retrait des indentations 8. Les indentations 8 ont ainsi la forme de créneaux. Pour terminer l'élément de contact, les lames de contact se rejoignent 30 dans une zone 20 dite corps de contact comprenant une découpe 21 arrondie terminant la fente 7 à l'opposé des parties distales 5, 6 des lames. La découpe 21 arrondie est notamment destinée à accroître l'élasticité des lames. Avantageusement, l'élément de contact fait partie d'un élément connecteur constitué d'un clip en U tel que décrit en figure 1. Un tel clip comportant deux éléments de contact permet une répartition du courant électrique dans deux branches de contact et rend l'insertion des contacts plus 5 aisée puisque l'opérateur peut pousser sur la partie centrale 22 et enfoncer ainsi les lames dans le panneau plus aisément. Avec le contact selon l'invention, il est possible de réaliser une mise en série de panneaux en utilisant des éléments connecteurs disposés dos à dos et reliés par leurs segments centraux 22a et 22b comme représenté en figure 3. 10 Ainsi, selon l'invention est réalisé un dispositif de connexion de puissance pour panneau sandwich, ce dispositif comportant un élément connecteur d'alimentation fiable et apte à supporter de forts courants tout en ne déparant pas l'esthétique du panneau. Notamment, dans le cas o le panneau sandwich comporte au moins 15 une âme conductrice 11 pourvue d'au moins une couche de matériau élastomère l'élément connecteur comportant des lames 3, 4 pourvues de propriétés ressort les resserrant sur ladite âme conductrice, la couche de matériau élastomère applique alors une contre pression sur les lames ce qui améliore encore le contact électrique entre les lames et l'âme conductrice. Afin d'optimiser la connexion et sa tenue dans le temps, on veillera à réaliser dans un matériau compatible avec le conducteur du panneau et formant avec celui-ci un couple électrochimique favorable. L'invention ne se limite bien entendu pas au mode de réalisation représenté et, notamment, le dispositif connecteur peut être revêtu d'un 25 élément isolant protecteur ou comporter deux éléments de connexion en U reliés par un support isolant sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de connexion (1) pour panneaux conducteurs d'électricité munis d'au moins une feuille conductrice (11, 12) solidaire d'une couche de matériau isolant supérieure (13) et d'une couche de matériau isolant inférieure (14), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément 5 de contact électrique (2) constitué d'une pince élastique comportant deux lames de contact (3, 4) longitudinales en regard, pénétrant dans le matériau isolant par la tranche (15) du panneau et venant en contact avec une surface supérieure (11a, 12a) et une surface inférieure (11b, 1 2b) d'une âme conductrice (1 1, 1 2). 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les lames (3, 4) de l'élément de contact électrique (2) sont des lames planes munies de parties distales (5, 6) conformées en pointes pour pénétrer dans lesdites couches (1 3, 1 4) de matériau isolant. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les pointes 15 des lames de contact (3, 4) sont pourvues d'un profil à pentes dissymétriques (5a, 5b, 6a, 6b) qui, sous l'action de la poussée de l'élément de contact dans l'isolant, tend à resserrer les lames (3, 4) sur l'âme conductrice (11, 12). 4- Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les lames de contact (3, 4) sont coplanaires et réalisées par 20 découpe d'un feuillard ayant des propriétés ressort. - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les lames (3, 4) sont séparées par une fente (7) de largeur inférieure à l'épaisseur de l'âme conductrice (11, 12) de sorte que les lames pincent l'âme conductrice (11, 12) et exercent une pression de contact sur les surfaces inférieure (1 1b, 25 12b) et supérieure ( -1 a, 12a) de l'âme conductrice (1 1, 12). 6- Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les lames (3, 4) comprennent, sur leurs côtés en regard séparés par la fente (7), des indentations (8) de nettoyage et de mise à nu des surfaces de contact de l'âme conductrice (1 1, 12). 7- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les indentations (8) comportent des zones (9), de réception de matériau isolant déplacé, lors de la pénétration des lames (3, 4) dans les couches (13, 14) de matériau isolant inférieure et supérieure disposées de part et d'autre de l'âme conductrice (1 1, 12). 8- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que les lames de contact se rejoignent dans une zone (20) dite corps de contact comprenant une découpe (21) arrondie terminant la fente (7) à l'opposé des parties distales (5, 6) des lames, la découpe (21) arrondie 10 accroissant l'élasticité des lames. 9 - Dispositif de connexion pour l'alimentation de panneau conducteur d'électricité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le panneau conducteur d'électricité comporte au moins une âme conductrice pourvue d'au moins une couche de matériau élastomère, la 15 couche de matériau élastomère applique une contre pression sur lesdites lames de contact longitudinales en regard. - Connecteur pour panneau conducteur de type panneau sandwich à âmes conductrices caractérisé en ce qu'il comporte un élément connecteur comportant un clip métallique en forme de U muni d'un segment central (22) , 20 pourvu de moyens (23) de connexion à un élément conducteur complémentaire (24), et muni de deux branches latérales (25, 26) comprenant chacune un dispositif de connexion (1) selon l'une des revendications précédentes.