Brevet FR2855659A1 — publié le 20041203

L'invention concerne un dispositif de connexion électrique à codage de compatibilité, formé d'un socle actif et d'une fiche destinés à être accouplés entre eux. Les dispositifs de connexion concernés par l'invention sont notamment les prises de courant, les prolongateurs et les connecteurs. Pour des raisons évidentes de sécurité, une fiche ne devrait pouvoir s'accoupler avec un socle que dans la mesure o il y a compatibilité électrique entre eux afin que les intensités et/ou les tensions et/ou les puissances électriques correspondent d'un élément de connexion à l'autre. A cet effet, on cherche à empêcher l'accouplement de deux éléments de 10 connexion incompatibles électriquement entre eux par des moyens mécaniques, ce qui est rendu encore plus difficile du fait d'une standardisation des pièces constitutives des éléments, notamment pour des raisons de coûts de revient. L'invention propose justement un dispositif de connexion qui permet d'assurer un codage mécanique de compatibilité des éléments à accoupler. A cet effet, le dispositif de connexion selon l'invention formé d'un socle actif et d'une fiche munie d'au moins un contact qui est destiné à coopérer avec un contact antagoniste du socle aménagé derrière un isolant, lequel isolant est pourvu d'au moins une ouverture de passage pour l'introduction dudit contact de la fiche lors de l'accouplement de cette dernière avec le socle, est notamment remarquable en ce que 20 la fiche comporte au moins un élément tubulaire de codage mécanique de compatibilité qui est coaxial à l'axe longitudinal de la fiche et qui est prévu pour s'introduire au cours de l'accouplement de la fiche et du socle dans une rainure annulaire correspondante de codage ménagée dans l'isolant du socle de sorte que pour qu'une fiche puisse s'accoupler avec un socle, il faut que l'élément tubulaire de la 25 fiche et la rainure de codage du socle présentent sensiblement le même diamètre et que l'épaisseur dudit élément soit au plus légèrement inférieure à la largeur de ladite rainure. Selon un mode de réalisation, le contact de la fiche se présente sous la forme d'une broche-et le contact antagoniste du socle se présente sous la forme d'un contact 30 en bout à pression tandis que l'ouverture de passage dans l'isolant du socle pour ledit contact de la fiche, a la forme d'un ajour cylindrique. Toutefois et avantageusement, le contact de la fiche se présente sous la forme d'un contact tubulaire coaxial à l'axe longitudinal de la fiche et le contact antagoniste du socle se présente sous la forme d'un contact en bout à pression tandis que l'ouverture de passage dans l'isolant du socle pour ledit contact tubulaire de la fiche, a la forme d'une rainure annulaire qui est au moins en partie débouchée dans la zone du contact du socle sur lequel au moins une partie de l'extrémité frontale du contact tubulaire de la fiche vient s'appliquer, et dont le diamètre est sensiblement s égal à celui dudit contact tubulaire de la fiche, sa largeur étant au moins légèrement supérieure à l'épaisseur dudit contact tubulaire. Dans ce cas en outre, on répond de manière astucieuse aux normes de sécurité en vigueur qui exigent que les appareils électriques doivent offrir un degré de protection minimum contre l'accès des pièces sous tension, ce qui peut être 10 notamment vérifié en utilisant un doigt d'épreuve articulé défini selon une norme. On comprend en effet que le fait de réduire l'ouverture de passage dans l'isolant du socle à une simple rainure annulaire permet aisément de satisfaire aux tests du doigt d'épreuve. Une telle conception est en outre contraire aux idées reçues du fait de la section de passage du courant alors réduite du contact tubulaire. 15 Toutefois, malgré cela, on a pu démontrer que l'échauffement supplémentaire par effet Joule qui peut en résulter est négligeable. Un ou des contacts tubulaires permettent de plus un accouplement des éléments sans orientation angulaire obligatoire de la fiche et du socle, ce qui est très avantageux, notamment avec l'utilisation de gros câbles puisqu'on évite toute torsion. 20 Selon un mode de réalisation tout à fait original, l'élément tubulaire de codage est réalisé par ledit contact tubulaire de la fiche, qui assure ainsi une double fonction, et la rainure de codage de l'isolant pour l'introduction dudit élément est réalisée par la rainure annulaire de passage dudit contact. On comprend dans ce cas que le nombre des pièces est réduit du fait de la 25 double fonction du contact tubulaire et la robustesse est accrue. Toutefois, on peut lui préférer le mode de réalisation à élément de codage séparé permettant d'assurer, avec des contacts tubulaires communs à plusieurs appareils, quand même une incompatibilité mécanique entre des éléments qui ne seraient pas compatibles électriquement entre eux. Enfin, un ou des contacts tubulaires permettent aussi de dégager un espace intérieur libre dans chaque contact dont on peut profiter, par exemple pour y disposer des contacts pilotes. Bien que l'invention concerne tous types de dispositifs de connexion multipolaires ou non, elle est particulièrement intéressante pour constituer un dispositif unipolaire, la fiche et le socle ne possédant alors qu'un seul contact hormis les éventuels contacts pilotes. Si l'invention concerne un dispositif de connexion, elle concerne aussi bien sûr en outre une fiche ou un socle pris séparément destinés à constituer un tel dispositif de connexion. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - les figures 1 et 2 montrent en perspective et en coupe partielle pour la figure 10 1, une fiche selon l'invention, - les figures 3 et 4 montrent en perspective et en coupe partielle pour la figure 4, un socle selon l'invention, destiné à s'accoupler avec la fiche des figures 1 et2, - les figures 5 et 6 correspondent aux figures 1 et 2 et représentent un deuxième mode de réalisation d'une fiche selon l'invention, - les figures 7 et 8 correspondent aux figures 3 et 4 et représentent un 20 deuxième mode de réalisation d'un socle selon l'invention, destiné à s'accoupler avec la fiche des figures 5 et 6, - les figures 9 et 10 correspondent aux figures 1 et 2 ou 5 et 6 et représentent un troisième mode de réalisation d'une fiche selon l'invention, - les figures 11 et 12 correspondent aux figures 3 et 4 ou 7 et 8 et représentent un troisième mode de réalisation d'un socle selon l'invention, destiné à s'accoupler avec la fiche des figures 9 et 10. Les dessins représentent à titre d'exemple trois modes de réalisation et en particulier: - un premier mode de réalisation avec sa fiche la (figures 1 et 2) et son socle 2a (figures 3 et 4), - un second mode de réalisation avec sa fiche lb (figures 5 et 6) et son socle 2b (figures 7, 8) et - un troisième mode de réalisation avec sa fiche lc (figures 9 et 10) et son socle 2c (figures 11 et 12). Toujours à titre d'exemple et parce que l'invention est particulièrement bien adaptée à ce type de dispositif, les trois modes de réalisation représentés sont des dispositifs de connexion unipolaire, c'est-à-dire que le socle et la fiche ne comportent chacun qu'un seul contact de puissance (phase, neutre, terre, ...). En outre, on a représenté ici trois dispositifs du type prolongateur, c'est-à-dire avec un socle et une fiche, tous les deux mobiles, le socle constituant selon le vocabulaire des normes internationales, une prise mobile. Le socle et la fiche du prolongateur sont destinés à s'accoupler par divers moyens mécaniques afin d'établir une connexion électrique entre leurs contacts. C'est donc par un soucis de simplification que l'on utilise les mots " socle " et " fiche " mais il est clair que le socle pourrait être fixe pour constituer le socle d'une prise de courant selon le vocabulaire des normes internationales, ou au contraire, la fiche pourrait être fixe et constituer le socle d'un connecteur selon lesdites normes. Les fiches la, lb, Ic comportent, comme le montrent bien les dessins, un 20 carter tubulaire 3a, 3b et 3c dans l'espace intérieur duquel est donc aménagé dans ces exemples, un contact de puissance 4a, 4b, 4c sous la forme d'une broche 4a pour la fiche la ou sous la forme très particulière d'un anneau ou tube 4b, 4c pour les fiches 1 b et 1 c et dont il sera question plus en détail ci-après. Il est clair que les contacts 4a, 4b, 4c sont reliés par tout moyen à un câble ou 25 similaire (non représenté). Chaque socle 2a, 2b, 2c est muni également d'un carter 5a, 5b, 5c destiné à recevoir le carter respectivement 3a, 3b, 3c de la fiche correspondante qui vient s'insérer dans ledit carter du socle au cours de l'accouplement. Les socles 2a, 2b, 2c présentent chacun à l'intérieur des carters, un isolant 30 6a, 6b, 6c qui protège l'accès à un contact 7a, 7b, 7c du socle (figures 3, 7, 11). Le contact 7a du socle 2a (figure 3)-est ici un contact central classique en bout sollicité par un ressort et destiné à coopérer avec le contact 4a, sous la forme d'une broche, de la fiche la (figures 1 et 2). Dans chacun des socles 2b et 2c, le contact 7b, 7c (figures 7 et 11) du socle se présente ici sous la forme d'une lame flexible excentrée, formant ressort et/ou munie d'un ressort et sur laquelle peut venir s'appliquer au moins une partie de l'extrémité frontale du contact tubulaire 4b, 4c correspondant de la fiche de manière à former un contact en bout sous pression. Les contacts 7a, 7b, 7c du socle sont accessibles au contact 4a, 4b, 4c de la fiche grâce à une ouverture de passage 8a, 8b, 8c ménagée dans l'isolant 6a, 6b, 6c dudit socle. C'est pourquoi l'ouverture de passage 8a du socle 2a est un ajour cylindrique 10 pour le passage de la broche 4a de la fiche la tandis que les ouvertures 8b, 8c des socles 2b, 2c présentent la forme de rainures annulaires au moins en partie débouchées en regard des contacts correspondants 7b, 7c des socles. Les fiches la et lb des figures 1, 2 et respectivement 5, 6 sont pourvues chacune en outre d'un élément tubulaire 9a, 9b concentrique au contact 4a, 4b et au 15 carter 3a, 3b de la fiche respectivement la, lb. Les éléments tubulaires précités 9a, 9b des fiches la et 1 b sont prévus pour venir s'introduire dans des rainures annulaires conjuguées 10a, 10b ménagées dans les isolants 6a, 6b des socles respectivement 2a, 2b comme le montrent les figures 3, 4 d'une part, et 7, 8 d'autre part. On comprend alors que la fiche la des figures 1 et 2 ne peut s'accoupler avec le socle 2a des figures 3 et 4 qu'à la condition que le diamètre et l'épaisseur de l'élément tubulaire 9a de ladite fiche correspondent au diamètre et respectivement à l'épaisseur de la rainure annulaire 10a de l'isolant 6a du socle 2a. Le même raisonnement s'applique bien entendu à la fiche lb des figures 5 et 25 6 munie de l'élément tubulaire 9b et au socle 2b des figures 7, 8 muni de la rainure annulaire 1 Ob ménagée dans son isolant 6b. C'est pourquoi selon la nature électrique du socle on peut empêcher un accouplement inapproprié d'une fiche non munie d'un élément tubulaire adéquat. Selon un mode de réalisation original, le fait d'utiliser un contact tubulaire 30 pour la fiche, tel que les contacts 4b et 4c des fiches lb et lc, permet d'éviter l'utilisation d'un élément tubulaire spécifique de codage. C'est un tel mode de réalisation qui est représenté sur les figures 9 à 12, bien que l'on puisse imaginer facilement l'absence de l'élément tubulaire 9b de la fiche lb des figures 5 et 6 et bien entendu alors dans ce cas, l'absence de la rainure annulaire 1Ob du socle 2b des figures 7 et 8. Les figures 9 à 12 montrent bien en effet que l'élément tubulaire de codage est assuré par le contact tubulaire 4c lui-même de la fiche lc et la rainure annulaire 5 pour ledit élément est réalisée par la rainure annulaire 8c de l'isolant 6c du socle 2c (figures 11 et 12) qui n'est autre que la rainure de passage pour le contact tubulaire 4c. En outre, I'un des avantages d'un contact tubulaire tel que 4b ou 4c de la fiche lb, lc permet de dégager un espace libre qui peut être notamment utilisé pour y 10 disposer par exemple un ou des contacts pilotes (destinés par exemple à commander à distance le passage du courant) comme les contacts pilotes coaxiaux 1 lc et 12c de la fiche lc, représentés sur les figures 9 et 10 et qui sont destinés à coopérer avec des contacts antagonistes 13c, 14c du socle 2c (figures 11 et 12). Les contacts pilotes 11c, 12c de la fiche 1 c passent dans cet exemple par 15 une ouverture supplémentaire 15c ménagée dans l'isolant 6c du socle 2c (figures 11 et 12). Comme déjà dit, l'invention concerne bien d'autres modes de réalisation à un ou plusieurs contacts, les contacts tubulaires des fiches, associés aux rainures annulaires des socles, offrant en outre les avantages déjà mentionnés à propos de la 20 protection au doigt d'épreuve normalisé, et de l'éventuelle absence d'orientation angulaire imposée de la fiche par rapport au socle pour l'accouplement. REVENDICATIONS 1) Dispositif de connexion électrique formé d'un socle actif (2a,2b,2c) et d'une fiche (la,lb,lc) munie d'au moins un contact (4a,4b,4c) qui est destiné à coopérer 5 avec un contact antagoniste (7a,7b,7c) du socle aménagé derrière un isolant (6a,6b,6c), lequel isolant est pourvu d'au moins une ouverture de passage (8a,8b,8c) pour l'introduction dudit contact de la fiche lors de l'accouplement de cette dernière avec le socle, caractérisé en ce que la fiche (la,lb,lc) comporte au moins un élément tubulaire (9a,9b) de codage mécanique de compatibilité qui est coaxial à l'axe 10 longitudinal de la fiche et qui est prévu pour s'introduire au cours de l'accouplement de la fiche (la,lb,lc) et du socle (2a,2b,2c) dans une rainure annulaire (10a,10b) correspondante de codage ménagée dans l'isolant (6a,6b) du socle (2a,2b) de sorte que pour qu'une fiche puisse s'accoupler avec un socle, il faut que l'élément tubulaire de la fiche et la rainure de codage du socle présentent sensiblement le même 15 diamètre et que l'épaisseur dudit élément soit au plus légèrement inférieure à la largeur de ladite rainure. 2) Dispositif de connexion électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact (4a) de la fiche (la) se présente sous la forme d'une broche et le contact antagoniste (7a) du socle se présente sous la forme d'un contact en bout à 20 pression tandis que l'ouverture de passage (8a) dans l'isolant (6a) du socle pour ledit contact (4a) de la fiche, a la forme d'un ajour cylindrique. 3) Dispositif de connexion électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact (4b,4c) de la fiche (lb,1lc) se présente sous la forme d'un contact tubulaire coaxial à l'axe longitudinal de la fiche et le contact antagoniste (7b,7c) du 25 socle (2b,2c) se présente sous la forme d'un contact en bout à pression tandis que l'ouverture de passage (8b,8c) dans l'isolant (6b,6c) du socle pour ledit contact tubulaire de la fiche, a la forme d'une rainure annulaire qui est au moins en partie débouchée dans la zone du contact (7b,7c) du socle sur lequel au moins une partie de l'extrémité frontale du contact tubulaire (4b,4c) de la fiche vient s'appliquer, et dont le 30 diamètre est sensiblement égal à celui dudit contact tubulaire (4b,4c) de la fiche, sa largeur étant au moins légèrement supérieure à l'épaisseur dudit contact tubulaire. 4) Dispositif de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément tubulaire de codage est réalisé par le contact tubulaire (4c) de la fiche (lc), qui assure ainsi une double fonction, et la rainure de codage de l'isolant pour l'introduction dudit élément est réalisée par la rainure annulaire (8c) de passage dudit contact (4c). 5) Dispositif de connexion électrique selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que des contacts pilotes (11c,12c) sont ménagés dans l'espace intérieur du contact tubulaire (4c) de la fiche (1 c). 6) Dispositif de connexion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fiche (la,lb,lc) et le socle (2a,2b,2c) ne comportent chacun qu'un seul contact (4a,4b,4c; 7a,7b,7c) hormis d'éventuels contacts pilotes, afin de constituer un dispositif de connexion unipolaire. 7) Fiche (la,lb, 1c) destinée à constituer la fiche d'un dispositif de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 6. 8) Socle (2a,2b,2c) destiné à constituer le socle d'un dispositif de connexion électrique selon l'une des revendications 1 à 6.