Brevet FR2847729A1 — publié le 20040528

i La présente invention concerne un connecteur pour traversée électrique à fort ampérage. Une des techniques courantes pour préparer des couches sous ultravide est l'Epitaxie par jet moléculaire ("MBE"-Molecular Beam Epitaxy). Avec cette technique, des couches épitaxiales sont obtenues par le transport d'un matériau, contenant les éléments constitutifs de la couche à former, jusqu'à un substrat, métallique ou semi-conducteur, o il s'adsorbe. Ce transport de matériau est réalisé dans une chambre sous vide et de préférence sous ultra10 vide, i.e. à une pression inférieure à 10-9 mbar afin d'obtenir des films vierges de toute contamination. La source de matériau la plus courante pour réaliser cet Epitaxie par jet moléculaire est l'évaporation à partir d'une source du type Knudsen. Il s'agit alors d'un creuset chauffé par effet 15 Joule. Le creuset qui peut être réalisé en nitrure de Bore ou en graphite de haute pureté, par exemple, présente une forme cylindrique ou conique. L'effet Joule est généralement obtenu par l'utilisation d'un élément résistant, par exemple un filament. Pour évaporer certains 20 matériaux, des températures supérieures à 1 0000C sont nécessaires, ce qui implique l'injection dans l'élément résistant d'un courant de forte intensité. Une chaîne d'éléments appropriés est donc nécessaire pour délivrer le courant requis jusqu'à l'élément résistant. Des traversées électriques 1 à fort ampérage 25 par exemple au moins de l'ordre de 50 A sont ainsi mis en oeuvre pour établir une liaison entre les éléments résistants situés à l'intérieur de l'enceinte sous vide et l'extérieur de l'enceinte o sont placés les générateurs (Figure 1). Des câbles 2 électriques de section appropriée, par exemple, 10 mm2 pour un courant I compris 30 entre 35 et 50 A, assurent la liaison entre ces générateurs et les traversées électriques 1. Des raccords électriques 3 à cosse en cuivre sont utilisés pour réaliser la connexion entre les traversées électriques à fort ampérage et les câbles d'alimentation 2. Cependant, ce type de connexion ne permet pas une 35 manipulation aisée des câbles d'alimentation 2. Ainsi le montage/démontage des câbles d'alimentation 2, par exemple pour changer une cellule, nécessite le vissage/dévissage de vis 5 au niveau de la cosse 3. La traversée électrique 1 est alors l'objet de torsions pouvant résulter en une perte d'étanchéité de ladite traversée 1. De plus, toute action sur les raccords électriques 3 à cosse implique un problème de sécurité électrique pour l'utilisateur car cette manipulation nécessite le retrait d'éventuelles isolations électriques. L'objectif de la présente invention est de proposer un 10 connecteur pour traversée électrique à fort ampérage, simple dans sa conception et économique, étant excellent conducteur tout en permettant une manipulation aisée des câbles d'alimentation ainsi qu'une protection élevée pour l'utilisateur. A cet effet, l'invention concerne un connecteur pour traversée 15 électrique à fort ampérage comportant au moins une broche ayant un premier axe principal, comprenant un premier ensemble comportant une douille ayant un deuxième axe principal, ladite douille étant destinée à être fixée sur un câble électrique, et un premier isolant destiné à recouvrir au moins partiellement la douille. Selon l'invention, - le premier ensemble comprend un chapeau comportant un évidement centré sur le deuxième axe principal de la douille et des moyens de blocage pour fixer le chapeau sur le premier isolant, ledit chapeau recouvrant alors partiellement ledit isolant, et - le connecteur comprend un deuxième ensemble comportant un deuxième isolant et des moyens de fixation pour fixer le deuxième isolant sur la traversée électrique, ledit deuxième isolant 30 entourant ladite broche et comportant au moins un évidement centré sur le premier axe principal pour recevoir le premier isolant lors de l'introduction de la douille dans la broche. Dans différents modes de réalisation, la présente invention concerne également les caractéristiques suivantes qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles: les premier et deuxième isolants et le chapeau sont réalisés en un matériau plastique rigide et électriquement isolant, - ledit matériau est le polyétheréthercétone, - le chapeau comprend un évidement cylindrique placé en regard du premier isolant, - les moyens de blocage comprennent une vis à tête plate, - les moyens de fixation comprennent des boulons, les faces latérales externe du premier isolant et intérieures du chapeau et du deuxième isolant sont au moins partiellement filetées pour visser d'une part ledit chapeau sur le premier isolant et d'autre part le premier isolant sur le deuxième isolant. Dans différents modes de réalisation possibles, l'invention 15 sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une chaîne d'alimentation électrique comportant un raccord électrique à cosse en cuivre pour traversée électrique à forte intensité de l'art antérieur; - la figure 2 est une représentation schématique d'un connecteur pour traversée électrique à fort ampérage, selon l'invention; - la figure 3 est une représentation schématique d'une chaîne 25 d'éléments pour alimenter en courant un élément résistant d'un creuset comportant un connecteur, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. Un objet de la présente invention est la réalisation d'un connecteur 10 pour relier électriquement un câble d'alimentation à 30 une traversée électrique 11 à fort ampérage. Ces traversées 11 sont bien connues et permettent la réalisation de connexions électriques entre des éléments placés dans un volume fermé et un générateur situé à l'extérieur de ce volume. Cette traversée électrique 11 comporte au moins une broche 12 ayant un premier axe principal 13 et de diamètre d. Dans un mode de réalisation, ladite broche 12 est soudée sur une bride 14 pour être montée sur un système sous vide. Cependant, le connecteur 10 selon l'invention n'est pas limité à cette seule réalisation et s'adresse à des traversées électriques 11 à fort ampérage en général. En référence à la Figure 2, le connecteur 10 comprend un premier ensemble comportant une douille 15 ayant un deuxième axe principal 16. Cette douille 15 est destinée à être fixée, typiquement sertie, sur un câble électrique 17. Elle comprend de plus une partie 19 comportant un évidement 20 centré sur le 10 deuxième axe principal 16 et de diamètre d destiné à entourer la broche 12 de la traversée électrique Il lorsque la connexion électrique est établie entre ledit câble 17 et ladite traversée 11. Cette douille 15 est réalisée en un matériau très bon conducteur et à faible résistance de contact, de préférence en cuivre haute 15 qualité, argent. Ledit premier ensemble comprend également un premier 21 isolant destiné à recouvrir au moins partiellement la douille 15. Dans un mode de réalisation préféré, ledit isolant 21 recouvre totalement la douille 15 à l'exception desdits évidements 18, 20 servant à recevoir la broche 12 ou le câble d'alimentation 17. Le premier ensemble comprend de plus un chapeau 22 comportant un premier évidement 23 centré sur le deuxième axe principal 16 de la douille et des moyens de blocage 24 pour fixer le chapeau 22 sur le premier isolant 21. On appelle ici " un 25 chapeau ", une pièce en matériau isolant comportant une paroi 25 solidaire d'un fond 26. Le diamètre intérieur D de cette pièce est au moins égal au diamètre externe du premier isolant 21 de sorte qu'après fixation du chapeau 22 sur le premier isolant 21, celui-ci recouvre alors partiellement ledit isolant. Avantageusement, le chapeau 22 comprend un deuxième évidement cylindrique 27 placé en regard du premier isolant 21 et les moyens de blocage 24 comprennent alors une vis à tête plate. Le chapeau 22 est ainsi fixé par pression de la vis à tête plate sur la face externe du premier isolant. On décrira maintenant un procédé d'assemblage du premier ensemble. Avant de sertir la douille 15 sur le câble d'alimentation 17, ledit câble est passé à travers le premier évidemment 23 du chapeau 22. Une fois la douille 15 sertie, le chapeau 22 est fixé sur le premier isolant 21 recouvrant la douille 15 et est bloqué par vissage des moyens de blocage 24. Le connecteur comprend un deuxième ensemble comportant un deuxième isolant 28 et des moyens de fixation 29 pour fixer le deuxième isolant sur la traversée électrique. Ces moyens de fixation 29 comprennent par exemple des boulons. Le deuxième isolant 28 entoure la broche 12 et comporte au moins un évidement centré sur le premier axe principal 13 dont le diamètre intérieur d' est tel qu'il entoure le premier isolant 21 jusqu'au chapeau 22 après introduction de la douille 15 dans la broche 12. Dans un mode réalisation préféré, les premier et deuxième isolants 21, 28 et le chapeau 22 sont réalisés en un matériau plastique rigide et électriquement isolant tel que le polyétheréthercétone ("PEEK"polyetheretherketone) ou un polyimide tel que le VESPEL, ou autre. Dans un mode de réalisation, les faces latérales externe du premier isolant 21 et intérieure du chapeau 22 et du deuxième isolant 28 sont au moins partiellement filetées. Lors de l'assemblage du connecteur, le chapeau 22 est vissé sur le premier 25 isolant 21 recouvrant ainsi partiellement ledit isolant 21. Et ce dernier lors de la connexion du câble d'alimentation 17 sur la traversée électrique Il est lui-même vissé sur le deuxième isolant 28 permettant avantageusement une connexion solidaire. Dans un autre mode de réalisation, le diamètre intérieur D du 30 chapeau 22 est inférieur au diamètre externe du premier isolant 21 de sorte que le chapeau 22 est fixé sur ledit premier isolant 21 par emboutissage. Le diamètre intérieur d' du deuxième isolant 28 est égal ou supérieur au diamètre externe du premier isolant 21 de sorte que le premier ensemble puisse être introduit ou extrait librement du second ensemble. La figure 3 montre un mode de mise en oeuvre de la présente invention dans lequel le connecteur établit une connexion électrique sur une source à effusion 30. La bride 31 comporte également une lecture de température 32 via une traversée pour thermocou ple. Les moyens de fixation 29 pour fixer le deuxième isolant 28 sur la traversée électrique 11 comprennent les vis et les écrous 10 permettant de fixer la bride 14 de la traversée électrique 11 à fort ampérage sur la bride support de la source à effusion 30. Ce connecteur peut avantageusement être utilisé pour tout système nécessitant l'injection d'un courant de forte intensité et donc l'utilisation de traversée à fort ampérage. Avantageusement, 15 les isolants en polyétheréthercétone présentent une bonne tenue en température (250'C sur plus de 20 000 heures) et les connecteurs selon l'invention peuvent être employés sur des systèmes soumis à des températures élevées. REVENDICATIONS 1. Connecteur pour traversée électrique (11) à fort ampérage comportant au moins une broche (12) ayant un premier axe principal (13), comprenant un premier ensemble comportant une douille (15) ayant un deuxième axe principal (16), ladite douille (15) étant destinée à être fixée sur un câble électrique (17), et un premier isolant (21) destiné à recouvrir au moins partiellement la douille (15), caractérisé en ce que - le premier ensemble comprend un chapeau (22) comportant un évidement (23) centré sur le deuxième axe principal (16) de la douille (15) et des moyens de blocage (24) pour fixer le chapeau (22) sur le premier isolant (21), ledit chapeau (22) recouvrant alors partiellement ledit isolant (21), - le connecteur (10) comprend un deuxième ensemble comportant un deuxième isolant (28) et des moyens de fixation (29) pour fixer le deuxième isolant (28) sur la traversée électrique (11), ledit deuxième isolant (28) entourant ladite broche (15) et comportant au moins un évidement centré sur le premier axe 20 principal (13) pour recevoir le premier isolant (21) lors de l'introduction de la douille (15) dans la broche (12). 2. Connecteur pour traversée électrique à fort ampérage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premier et deuxième isolants (21, 28) et le chapeau (22) sont réalisés en un matériau plastique rigide et électriquement isolant. 3. Connecteur pour traversée électrique à fort ampérage selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit matériau est le polyétheréthercétone. 4. Connecteur pour traversée électrique à fort ampérage 30 selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chapeau (22) comprend un évidement cylindrique (27) placé en regard du premier isolant (21). 5. Connecteur pour traversée électrique à fort ampérage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage (24) comprennent une vis à tête plate. 6. Connecteur pour traversée électrique à fort ampérage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation (29) comprennent des boulons. 7. Connecteur pour traversée électrique à fort ampérage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les faces latérales externe du premier isolant (21) et intérieures du chapeau (22) et du deuxième isolant (28) sont au moins partiellement filetées pour visser d'une part ledit chapeau (22) sur le premier isolant (21) et d'autre part le premier isolant (21) sur le deuxième isolant (28).