Brevet FR2892569A1 — publié le 20070427

La présente invention concerne un accouplement à courant élevé pour deux fiches. Par courants élevés, on entend des courants électriques avec des intensités de courant supérieures à environ 10 A. On sait prévoir des fusibles appropriés pour courant élevé entre deux contacts électriques et à l'intérieur d'ensembles de lignes. Les fusibles pour courant élevé sont nécessaires pour protéger les composants électriques d'intensités de courant trop élevées. En particulier sur les véhicules automobiles, des fusibles pour courant élevé sont montés de façon classique par boulon et écrou sur un rail répartiteur de courant dans le véhicule ou bien des fusibles en ligne prévus à cet effet sont montés directement dans le faisceau de câble. Les zones de contact du fusible pour courant élevé et des fusibles en ligne sont fixées respectivement sur un boulon. Afin de relier de façon électroconductrice des lignes électriques avec les zones de contact du fusible pour courant élevé, on sait sertir des œillets annulaires métalliques sur les extrémités des lignes électriques et emboîter ces œillets annulaires également sur les boulons. La liaison est fixée alors par le serrage d'écrou sur les boulons filetés. Lors de cette opération de montage, il faut tenir compte du fait qu'un couple de serrage suffisant est appliqué pour garantir une résistance de passage la plus faible possible entre les œillets annulaires et les zones de contact du fusible pour courant élevé. En général, le fusible pour courant élevé doit être protégé par un boîtier approprié en conséquence, qui doit être monté comme un composant supplémentaire. A ce sujet, on doit veiller à ce que les boulons filetés ne sortent pas de leur boîtier plastique enveloppant et que le boîtier ne soit pas endommagé lors du montage. Un contrôle du couple est donc nécessaire pour l'opération de montage. L'invention a pour objectif de mettre à disposition un fusible amélioré pour courant élevé, en particulier pour l'utilisation sur des véhicules automobiles, qui peut être mis en contact avec des moyens plus simples avec des conducteurs électriques. Cet objectif est atteint avec les caractéristiques de la revendication 1 selon laquelle un accouplement à courant élevé comprend deux fiches d'affichage pour deux fiches, avec un élément de fixation et de sécurité commun, électroconducteur et élastique pour la fixation enfichable et la mise en contact des fiches à distance l'une de l'autre, l'élément de fixation et de sécurité étant conçu de telle sorte qu'il saute en cas de dépassement d'un courant maximum prédéfini. Des conceptions avantageuses de l'invention sont indiquées dans les sous-revendications. L'invention a pour idée de base d'intégrer un fusible pour courant élevé dans un accouplement pour des contacts à fiches électriques. Selon l'invention, une fonction de mise en contact électrique détachable et une fonction de protection dans un ensemble commun sont réalisées. L'accouplement à courant élevé conforme à l'invention présente un boîtier dans lequel deux fiches sont emboîtées. A l'intérieur du boîtier est prévu un élément de fixation commun et élastique pour la fixation amovible des fiches à l'intérieur du boîtier. Il est important pour l'invention que l'élément de fixation élastique soit électroconducteur et que la mise en contact électrique des deux fiches s'effectue exclusivement par l'élément de fixation élastique. Les fiches mêmes sont disposées à distance les unes des autres à l'intérieur du boîtier, de sorte que les fiches ne se touchent pas directement et qu'en conséquence aucun contact électrique entre les fiches ne se produit. Une idée importante de l'invention réside dans le fait que l'élément de fixation électroconducteur, commun et élastique sert en même temps de fusible pour courant élevé. L'élément de fixation est conçu de telle sorte que, en cas de dépassement d'un courant maximum prédéfini, il est défaillant de façon intentionnelle ou bien, en d'autres termes, il saute. Le flux de courant entre les deux fiches passe par les points de contact respectifs des fiches avec l'élément de fixation élastique. La capacité de charge électrique maximale souhaitée de l'élément de fixation peut être limitée par une conception géométrique appropriée et éventuellement en combinaison avec des moyens auxiliaires classiques dans la technique de sécurité, comme par exemple un étamage partiel et une perforation supplémentaire ou un découpage partiel de l'élément de fixation. Le cas échéant, on peut renoncer également à un boîtier en supplément de l'élément de fixation et de sécurité. Par l'intégration de la fonction de sécurité dans un accouplement à courant élevé, les besoins en pièces supplémentaires comme les boulons et les écrous, les boîtiers ainsi qu'en étapes de procédé, comme le vissage, etc., sont supprimés. En supplément, l'espace de construction globalement utilisé est réduit. L'accouplement à courant élevé conforme à l'invention peut être changé sans ou éventuellement avec des outils très simples de façon sûre au niveau du processus. De cette façon, on évite des sources d'erreur dues à un montage incorrect, par exemple un couple de serrage erroné. Le nombre des cycles d'enfichage possibles est maximisé par la conception élastique. L'élément de sécurité et de fixation est conçu en particulier de telle sorte qu'il saute dans le cas d'une intensité de courant maximum supérieure à 100 A, de préférence environ entre 200 A et 300 A. Dans la conception de l'invention, il est prévu de façon avantageuse que l'élément de fixation et de sécurité est conçu comme un élément de serrage en forme de douille avec deux ouvertures d'enfichage, l'élément de serrage recevant les deux fiches en les serrant radialement. Les deux fiches sont introduites, de préférence dans la direction opposée, dans l'élément de fixation et de sécurité élastique et disposées à l'intérieur du boîtier, l'élément de fixation et de sécurité s'appliquant de façon élastique radialement sur les deux fiches espacées, de préférence axialement, et se coinçant de cette façon. Le flux de courant entre les deux fiches espacées passe exclusivement par l'élément de fixation et de sécurité. L'élément de fixation et de sécurité est conçu de telle sorte qu'il ne fonctionne plus en cas de dépassement d'un courant maximal prédéfini. Dans le cadre du perfectionnement de l'invention, il est prévu de façon avantageuse que l'élément de fixation et de sécurité est formé de façon hyperbolique. Par cette conception taillée, on exerce une force radiale vers l'intérieur sur les fiches réceptionnées à l'intérieur de l'élément de fixation et de sécurité, de sorte que ces fiches sont maintenues par serrage. Dans un mode de réalisation préféré, l'élément de fixation et de sécurité est conçu comme grille à lamelles avec plusieurs lamelles espacées dans le sens périphérique. Avec la conception hyperbolique de l'élément de fixation et de sécurité, les lamelles sont disposées en supplément décalées dans le sens axial et moins espacées dans leur position entre elles au centre, de sorte qu'on obtient ainsi la forme d'une cage faisant ressort de façon hyperbolique. Par la variation du nombre, de l'épaisseur et de la géométrie des lamelles espacées les unes des autres, on peut régler la capacité de charge du courant maximale de l'élément de fixation et de sécurité et donc de l'accouplement à courant élevé, de sorte qu'une adaptation de la caractéristique de sécurité à l'application respective est possible. Pour l'attache en toute sécurité sur l'élément de fixation et de sécurité, il est avantageux que l'élément de fixation et de sécurité soit maintenu à l'intérieur du boîtier par une douille, en particulier cylindrique, de préférence non-conductrice. La douille stabilise l'élément de fixation et de sécurité dans le sens axial. Dans le cas présent, la douille peut être maintenue soit directement sur un boîtier enveloppant soit indirectement par l'élément de fixation et de sécurité sur un boîtier de ce type. La douille pour la fixation mécanique de la structure de grille est en particulier en verre, en céramique ou dans un plastique non électroconducteur et peut donc servir de boîtier dans le cas d'une conception appropriée. Dans le cadre du perfectionnement de l'invention, il est prévu, pour la fixation supplémentaire des fiches, une goupille de fixation non électroconductrice, de préférence disposée de façon centrée. Lorsque les fiches sont emboîtées, la goupille de fixation dépasse axialement à l'intérieur des deux fiches. La goupille de fixation exerce de préférence une force de serrage sur les deux fiches dans le sens axial vers l'extérieur. Par le moyen de fixation supplémentaire, il est possible de prévoir seulement un faible nombre de lamelles par la fixation électroconductrice et élastique des deux fiches. Plus le nombre de lamelles utilisées est faible, plus la force de serrage de l'élément de fixation et de sécurité est faible. L'utilisation de seulement un faible nombre de lamelles est souhaitable par exemple dans les cas où la capacité de charge de courant maximal doit être relativement faible. Il est souhaitable que, en supplément de l'élément de fixation élastique et électroconducteur, des moyens d'encliquetage soient prévus pour l'encliquetage des fiches sur l'accouplement à courant élevé. Dans le cas présent, il s'agit en général de moyens d'encliquetage non-conducteurs, qui enclenchent habituellement le boîtier de fiche avec le boîtier d'accouplement à courant élevé ou de la douille. Après le détachement des moyens d'encliquetage, les fiches emboîtées peuvent être sorties du boîtier de l'accouplement à courant élevé. Pour s'assurer que les deux fiches ne se touchent pas indirectement, il est prévu de préférence une butée axiale, en particulier sur le boîtier. Sur cette butée axiale arrive la fiche, en particulier avec son boîtier de fiche ou un contour de butée formé sur la fiche, de sorte que la profondeur d'insertion maximale dans le boîtier est limitée. On doit être sûr que les faces frontales des fiches à coupler électriquement ne se touchent pas. Dans le cadre du perfectionnement de l'invention, il est prévu que la butée axiale est formée par l'élément de fixation et de sécurité et/ou de la douille non électroconductrice pour l'attache de l'élément de fixation et de sécurité. Comme alternative ou en supplément de la butée axiale, on peut prévoir une pièce d'écartement non électroconductrice entre les fiches. La pièce d'écartement peut être fixée par exemple sur une face frontale d'une fiche et être introduite au moyen de la fiche dans l'accouplement à courant élevé. Comme alternative, la pièce d'écartement peut être maintenue à l'intérieur de l'accouplement à courant élevé, en particulier sur le boîtier ou sur la douille. On peut concevoir d'intégrer l'accouplement à courant élevé dans le boîtier d'une fiche, de sorte que seule une ouverture à l'intérieur du boîtier reste libre pour la mise en contact d'une autre fiche. Dans le cas présent, il est possible de réaliser le boîtier de l'accouplement à courant élevé d'une seule pièce avec le boîtier de la fiche. De la même façon, on peut réaliser de prévoir un boîtier d'enveloppe supplémentaire pour la fixation, en particulier amovible, de l'accouplement à courant élevé sur le boîtier de fiche. D'autres avantages et réalisations utiles sont mentionnés dans les autres revendications, la description 10 des figures et des dessins. La figure 1 montre un accouplement à courant élevé avec une fiche emboîtée, 15 la figure 2 un élément de fixation et de sécurité de l'accouplement à courant élevé sur la figure 1 avec deux fiches emboîtées, la figure 3 une vue de dessus d'un élément de 20 fixation et de sécurité, la figure 4 une vue en perspective de l'élément de fixation et de sécurité selon la figure 3, 25 la figure 5 l'élément de fixation et de sécurité selon les figures 3 et 4 avec une fiche emboîtée, la figure 6 une alternative de réalisation d'un élément de fixation et de sécurité avec une goupille de 30 fixation centrée et la figure 7 l'élément de fixation et de sécurité selon la figure 6 avec deux fiches emboîtées. Sur les figures, des composants identiques et 5 composants avec une fonction identique sont dotés des mêmes références. Sur la figure 1 est représenté un accouplement à courant élevé 1 pour une première fiche 2 et une seconde 10 fiche 3. En ce qui concerne les fiches 2, 3, il s'agit de broches standard. La première fiche 2 est fixée sur une console 4. La connexion électrique de la première fiche 2 s'effectue par des pistes conductrices non représentées. 15 L'accouplement à courant élevé 1 présente un boîtier cylindrique et en forme de douille à base de matière synthétique non électroconductrice. A l'intérieur du boîtier 5 est disposé un élément de fixation et de sécurité 6 électroconductrice et élastique. Au moyen de 20 l'élément de fixation et de sécurité 6, les fiches 2, 3 sont reliées électriquement entre elles dans l'état emboîté, ce qui est visible en particulier sur la représentation de détail selon la figure 2. 25 L'élément de fixation et: de sécurité 6 est conçu comme un élément dit de Radsok. L'élément de fixation et de sécurité 6 est conçu en forme de douille et a une forme hyperbolique, c'est-à-dire taillé. L'élément de fixation et de sécurité 6 en forme de douille est formé comme une 30 grille à lamelles avec plusieurs lamelles 7a, 7b espacées dans le sens périphérique, les lamelles 7a, 7b électroconductrices et agencées dans sens de la longueur étant retenues sur les deux côtés longitudinaux sur respectivement une bague 8, 9 périphérique. Les bagues 8, 9 s'appuient radialement sur le côté intérieur du boîtier 5. Les bagues 8, 9 sont réalisées en métal d'une seule pièce avec les lamelles 7a, 7b dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 et 2. Pour la stabilisation axiale de l'élément de fixation et de sécurité, il est prévu une douille 10 à base de matériau non-conducteur. La douille 10 est disposée sur le même axe que le boîtier 5 à l'intérieur du boîtier 5. Sur la figure 1, on peut voir que la deuxième fiche 3 présente un boîtier de fiche 11. Le boîtier de fiche 11 est introduit dans le boîtier 5 de l'accouplement à courant élevé 1. Le boîtier 5 chevauche le boîtier de fiche 11. Le boîtier de fiche 11 s'appuie axialement sur une butée axiale 12 formée par l'élément de fixation et de sécurité 6 et limite ainsi la profondeur de pénétration maximale de la fiche 3 dans l'accouplement à courant élevé 1. Ceci est nécessaire pour que les deux fiches 2, 3 ne se touchent pas directement et que la liaison électrique soit établie exclusivement par l'élément de fixation et de sécurité 6. Sur le côté opposé, une seconde butée axiale 13 est formée par la face frontale du boîtier 5. Lorsque la première fiche 2 est emboîtée, la console 4 repose sur la butée axiale 13. Le nombre et l'épaisseur des lamelles 7a, 7b sont dimensionnés de telle sorte que l'élément de fixation et de sécurité 6 où les lamelles 7a, 7b sautent en cas de dépassement d'un courant maximum, de sorte que la liaison électroconductrice entre les deux fiches 2, 3 soit interrompue. L'accouplement à courant élevé 1 doit être remplacé dans ce cas, ce qui est possible manuellement sans utiliser un outillage supplémentaire. Il n'est pas indiqué que des moyens d'encliquetage soient prévus en supplément pour la fixation du boîtier de fiche 11 sur le boîtier 5 de l'accouplement à courant élevé 1. A l'intérieur du boîtier de fiche 11, la fiche 3 est reliée à un câble 14 électroconducteur. Dans les exemples de réalisation suivants, on a renoncé pour des raisons de clarté à la représentation du boîtier. Sur la figure 2, on peut voir les fiches 2, 3 emboîtées dans l'élément de fixation et de sécurité 6 conçu avec une forme hyperbolique et élastique radialement. La distance axiale entre les deux fiches est dimensionnée de telle sorte que la formation d'un arc de lumière est exclue avec les intensités de courant qui prédominent. Lorsque le courant en circulation dépasse une intensité de valeur maximum prédéfinie, les lamelles 7a, 7b, dont seulement deux lamelles 7a, 7b sont représentées sur les figures, sautent, de sorte que le flux de courant est interrompu. La figure 3 est une vue de dessus dans le sens d'emboîtement sur un élément de fixation et de sécurité 6. On peut voir trois lamelles 7a, 7b, 7c électroconductrices, qui sont suspendues à la même distance les unes des autres sur les bagues 8, 9, la seconde bague étant masquée par la bague 8 dans la vue sur la figure 3. Les bagues 8, 9 sont réalisées dans cet exemple de réalisation à base d'un matériau non électroconducteur. Dans l'ouverture de bague 18, on peut introduire une fiche entre les lamelles 7a, 7b, 7c. Les lamelles 7a, 7b, 7c sont conçues de façon élastique et ne serrent pas la fiche dans le plan radial. Sur la figure 4 est représenté l'élément de fixation et de sécurité 6 dans une vue en perspective. On peut voir les trois lamelles 7a, 7b, 7c donnant une forme tridimensionnelle, à symétrie de rotation et hyperbolique, qui sont maintenues sur les bagues 8, 9 espacées axialement. La forme hyperbolique est obtenue par la rotation des lamelles 7a, 7b, 7c sur leur longueur axiale dans le sens périphérique. Les lamelles sont maintenues décalées de 120 dans le sens périphérique entre les deux bagues 8, 9. Les bagues 8, 9 sont soutenues par une douille 10 en verre, de sorte que la construction conserve sa stabilité. Si l'on dépasse un courant maximum, toutes les lamelles 7a, 7b, 7c, sautent de sorte que le flux de courant est interrompu. La figure 5 montre l'élément de fixation et de sécurité 6 selon la figure 4 avec une fiche 2 emboîtée. Les lamelles 7a, 7b, 7c s'appuient radialement à l'extérieur sur la fiche 2 et coincent celle-ci. Sur la figure 6 est représenté un mode de réalisation alternatif de l'élément de fixation et de sécurité 6. Sur l'axe médian longitudinal de l'élément de fixation et de sécurité 6 est disposée une goupille de fixation 15 non électroconductrice, sur laquelle la fiche 2 est introduite avec son ouverture 16 côté avant. La goupille de fixation 15 est élargie au centre et forme ainsi en même temps un écarteur pour les deux fiches 2, 3. Sur la figure 7, les deux fiches avec leurs ouvertures 16, 17 axiales sont glissées sur la goupille de fixation 15 centrée. La goupille de fixation 15 sert à la fixation et au guidage supplémentaire des deux fiches 2, 3 à l'intérieur du boîtier. L'utilisation d'une goupille de fixation 15 est judicieuse lorsque le nombre des lamelles prévues de l'élément de fixation et de sécurité 6 est si faible qu'un coincement radial suffisant des deux fiches 2, 3 ne peut pas être assuré uniquement à l'aide des lamelles 7a, 7b, 7c. REVENDICATIONS 1. Accouplement à courant élevé (1) comprenant deux ouvertures d'affichage pour deux fiches (2, 3), avec un élément de fixation et de sécurité (6) commun, électroconducteur et élastique pour la fixation enfichable et la mise en contact des fiches (2, 3) à distance l'une de l'autre, l'élément de fixation et de sécurité (6) étant conçu de telle sorte qu'il saute en cas de dépassement d'un courant maximum prédéfini. 2. Accouplement à courant élevé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fixation et de sécurité (6) est conçu comme un élément de serrage en forme de douille avec deux ouvertures d'enfichage, l'élément de serrage étant conçu de façon à serrer radialement les deux fiches (2, 3). 3. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ouvertures d'enfichage de l'élément de fixation et de sécurité (6) se font face de telle sorte qu'on obtient ainsi un contour d'enfichage ouvert de façon continue. 4. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de fixation et de sécurité (6) est conçu avec une forme hyperbolique. 5. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en30ce que l'élément de fixation et de sécurité (6) est conçu comme une grille à lamelles avec plusieurs lamelles (7a, 7b) espacées dans le sens périphérique. 6. Accouplement à courant élevé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lamelles suivent la forme hyperbolique ou en ce que la forme hyperbolique est formée par la forme et/ou l'agencement des lamelles. 7. Accouplement a courant élevé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'au moins une lamelle (7) est dotée d'au moins un trou. 8. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de fixation et de sécurité (6) est maintenu par une douille (10) de préférence à forme cylindrique, en particulier non conductrice. 9. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une lamelle (7) est dotée d'au moins un revêtement superficiel partiel, qui se trouve de préférence au centre de la lamelle (7). 10. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu une goupille de fixation (15) non électroconductrice sur laquelle les fiches (2, 3) peuvent être emboîtées axialement avec leurs faces frontales. 11. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens d'encliquetage sont prévus pour encliquetage d'au moins une fiche (2, 3), en particulier d'un boîtier de fiche (11, 18), avec l'accouplement à courant élevé (1), de préférence avec un boîtier (5) de l'accouplement à courant élevé (1). 12. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour au moins une fiche (2, 3), il est prévu une butée axiale (12, 13), de préférence sur le boîtier (5), pour la délimitation de la profondeur d'insertion de la fiche (2, 3) dans l'élément de fixation et de sécurité (6). 13. Accouplement à courant élevé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la butée axiale (12, 13) est formée par l'élément de fixation et de 20 sécurité (6). 14. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce d'écartement (19) non 25 électroconductrice est prévue entre les fiches (2, 3). 15. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intensité du courant maximum est supérieure à 30 30A, et se situe de préférence environ entre 60A et 80A. 16. Accouplement à courant élevé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'accouplement à courant élevé (1) est fixé au moyen d'un boîtier d'enveloppe sur une fiche (2, 3).