Brevet FR2953333A1 — publié le 20110603

"Dispositif pour la connexion d'un câble électrique sur une borne de batterie d'accumulateur" La présente invention se rapporte de manière générale aux dispositifs de connexion pour bornes de batterie qui sont utilisés pour connecter un faisceau de fils, ou câble électrique, à une batterie de véhicule, notamment de véhicule automobile hybride ou tout électrique. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif pour la connexion d'un câble électrique sur une borne de batterie d'accumulateur par serrage d'une cosse, ou collier, autour du fût de la borne par vissage. L'invention s'applique aussi bien à une borne positive que négative qui correspond généralement à un potentiel dit de "masse". Le dispositif de connexion, appelé également cosse, se présente généralement sous la forme d'un collier, ou bague ouverte. Le bon positionnement du collier sur la borne est impératif pour garantir sa tenue mécanique dans le temps. Il est optimal lorsque la base du collier est maintenue plaquée, en contact avec la base du fût de la borne de la batterie et que le haut du collier affleure le haut du fût de la borne. Ce fût peut être de forme générale cylindrique ou sensiblement en forme de tronc de cône. C'est la surface circonférentielle du fût et donc de la borne qui sert d'interface électrique. Le collier doit épouser au mieux cette surface circonférentielle pour assurer une connexion électrique optimale. On connaît des dispositifs de connexion rapide qui utilisent une cosse formant pince du type compressible dont la fermeture est obtenue par rapprochement des branches de la pince par des moyens formant levier articulés et guidés sur la pince. Ces dispositifs sont dits rapides car la connexion de la cosse sur le fût est réalisée par un simple mouvement de levier. La connexion est confirmée quand le levier est complètement rabaissé sur les branches. Le levier est donc un indicateur visuel de l'état de connexion du dispositif de connexion qui est désigné également par la fonction dite "Go/NoGo" traduisant l'état en tout ou rien d'une connexion. Un dispositif de ce type est divulgué, notamment, 10 dans le document FR 2 664 753. Cependant, ces dispositifs appelés également colliers rapides, sont plus chers que les colliers vissés et ont une impédance plus élevée que ces derniers, ce qui peut être critique dans des applications mettant en oeuvre 15 des batteries d'accumulateur pour véhicules hybrides thermique/électrique ou tout électrique qui sont aptes à délivrer des courants de forte intensité. D'autre part, les colliers rapides sont généralement plus encombrants que les colliers vissés. 20 Enfin, la fonction dite "Go/NoGo" n'existe pas sur les colliers de type vissés. Le but de l'invention est de proposer un dispositif pour la connexion d'un câble sur une borne de batterie d'accumulateur comportant des moyens assurant la fonction 25 dite "Go/NoGo". A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif pour la connexion d'un câble électrique sur une borne de batterie d'accumulateur, du type comportant une cosse formant collier apte à entourer au moins 30 partiellement la borne, les extrémités de la cosse se prolongeant par une première et une seconde branches sensiblement parallèles en regard l'une de l'autre et percées respectivement d'un premier et second trous en regard l'un de l'autre, et des moyens de serrage par 35 vissage passant par les premier et second trous, aptes à rapprocher les première et seconde branches l'une de l'autre pour serrer la cosse sur la borne, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'interdiction de serrage des première et seconde branches par vissage tant que la cosse n'est pas atteint une position optimale de serrage. Selon une autre caractéristique, les moyens de serrage comportent : une vis portée sur la première branche et apte à 10 traverser de part en part les première et seconde branches par leurs trous respectifs ; - une pièce formant écrou portée sur la seconde branche, apte à coopérer avec l'extrémité de la vis pour le serrage des première et seconde branches l'une contre 15 l'autre ; et en ce que les moyens d'interdiction de serrage comportent : - des moyens formant glissière conformés sur la seconde branche et recevant à coulissement l'écrou ; l'écrou 20 étant apte à prendre deux positions extrêmes une première position empêchant l'extrémité de la vis de pénétrer à l'intérieur de l'écrou interdisant le serrage des deux branches, et une seconde position autorisant la pénétration de l'extrémité de la vis à l'intérieur de 25 l'écrou pour assurer le serrage. Selon une autre caractéristique, les moyens formant glissière sont agencés parallèlement à l'axe d'introduction de la cosse sur la borne, correspondant à l'axe de la borne de la batterie en étant centrés sur 30 l'axe du trou de la seconde branche. Selon une autre caractéristique, le trou de l'écrou est apte à coopérer avec la vis quand le positionnement de la cosse sur la borne a atteint une position optimale de serrage. 35 Cette position est atteinte quand l'axe du trou de l'écrou est aligné avec l'axe de la vis. Selon une autre caractéristique, la position optimale est atteinte quand la cosse est en butée sur la 5 face sensiblement plane de la batterie. Selon une autre caractéristique, des moyens formant ressort sont disposés entre l'écrou et la deuxième branche de manière à exercer une force déterminée sur l'écrou suffisante pour désaxer l'écrou de la vis de 10 serrage des première et seconde branches de la cosse. Selon une autre caractéristique, la vis portée par la première branche comporte un épaulement, ou anneau rapporté sur la vis, pour augmenter localement son diamètre pour former une butée et la première branche 15 comporte une languette faisant saille du premier bras dont l'extrémité libre est recourbée vers la butée entre la tête de la vis et la butée ; la butée étant apte à coopérer avec l'extrémité de la languette pour maintenir la vis sur la première branche. 20 Selon une caractéristique, la butée est utilisée en outre pour limiter l'enfoncement de la vis dans l'écrou quand elle coopère avec la première branche. Selon une autre caractéristique, une butée est interposée entre les glissières et l'écrou pour 25 l'empêcher de sortir complètement de la seconde branche. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, d'un mode de réalisation non 30 limitatif de l'invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 illustre une vue générale en perspective, d'une borne de batterie d'accumulateur équipée d'un dispositif selon l'invention, collier 35 non serré ; la figure 2 illustre la borne et le dispositif selon l'invention suivant une vue en coupe axiale de la vis du dispositif de connexion, dans le plan XY, collier non serré ; la figure 3 illustre la borne et le dispositif de selon l'invention suivant une vue en coupe axiale de la vis du dispositif de connexion, dans le plan YZ, collier non serré ; les figures 3a et 3b illustrent respectivement une vue de détail de la vue en coupe de la figure 3 en position collier non serré et en position collier serré ; la figure 4 illustre une vue générale en perspective partielle, d'une borne de batterie d'accumulateur équipée d'un dispositif selon l'invention, collier serré ; et la figure 5 illustre la borne et le dispositif selon l'invention suivant une vue en coupe axiale de la vis du dispositif de connexion, dans le plan XY, collier serré ; Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par les mêmes références numériques. En référence aux figures, on a représenté un contact 1 de batterie d'accumulateur 2 appelé également borne d'accumulateur qui se présente sous la forme d'un fût de forme générale cylindrique ou de tronc de cône et qui ressort en saillie de la face supérieure 20 de la batterie 2. La batterie 2 est représentée schématiquement par 30 un parallélépipède rectangle. La borne 1 peut être indifféremment une borne dite "positive" ou une borne dite "négative" encore désignée par borne de "masse". Un dispositif de connexion 3 d'un faisceau de fils 35 conduteurs électrique ou câble, non représenté, sur la borne 1 de la batterie 2 assure la liaison mécanique et électrique du câble sur la batterie 2. Le dispositif de connexion 3 se présente sous la forme d'une cosse comportant une partie annulaire ouverte déformable 30 formant un collier, ou bague réglable, qui se prolonge à ses deux extrémités par une première branche et une seconde branche 31, 32 droites qui s'étendent sensiblement parallèlement en regard l'une de l'autre. L'extrémité libre 310 de la première branche 31 reçoit l'extrémité du câble par exemple par sertissage. L'extrémité libre 320 de la seconde branche 32 est apte à coopérer avec la première branche 31 pour se rapprocher de la première branche 31 et par déformation de la cosse 3 autour de la borne 1, à serrer la cosse 3 sur la borne 1 de la batterie 2. Les première et seconde branches 31, 32 sont respectivement percées d'un premier et second trou lisses 311, 321 en regard l'un de l'autre, et reçoivent une vis de serrage 4 centrée sur les axes des premier et second trous 311, 321 ; la vis 4 étant apte à traverser de part en part les première et seconde branches 31 et 32. L'axe YY' des trous 311, 321 et de la vis 4 est sensiblement perpendiculaire aux première et seconde branches 31, 32 et s'étend à proximité de la partie annulaire 30 de la cosse 3. L'axe YY' correspondant à l'axe des trous 311, 321 et de la vis 4, et l'axe ZZ' de la borne 1 sont orientés selon des directions sensiblement perpendiculaires. La seconde branche 32 a une section droite en forme de U dont les parties droites sont parallèles entre elles et définissent respectivement des rebords supérieur et inférieur 324,325 s'étendant vers l'extérieur de la cosse 3. Les rebords supérieur et inférieur 324, 325 sont réunis localement entre eux par des moyens formant glissière 322, 323 centrés sur le trou 321 de la seconde branche 32 pour recevoir à coulissement une pièce formant écrou 5, pour l'extrémité de la vis de serrage 4. Les moyens formant glissière comportent respectivement des premier et second rails verticaux 322, 323 s'étendant respectivement parallèlement à l'axe ZZ' de la borne 1 et viennent de matière avec la seconde branche 32 ou sont rapportés par soudure ou toute autre technique de solidarisation. L'écrou 5 est de forme générale parallélépipédique et comporte un trou taraudé 51 dont l'axe yy' est aligné verticalement (parallèlement à l'axe ZZ') sur l'axe YY' du trou 321 de la seconde branche 32. Les premier et second rails 322, 323 coopèrent avec les première et seconde rainures 52, 53 ou gorges complémentaires des premier et second rails 322, 323, aménagées dans l'épaisseur des bords latéraux de l'écrou 5. Tel qu'illustré aux figures 3, l'écrou 5 est apte à coulisser à l'intérieur des premier et second rails 322, 323 entre deux positions extrêmes : une première position naturelle (figure 3a), dans laquelle l'axe yy' du trou taraudé 51 de l'écrou 5 est décentré par rapport à l'axe YY' du trou 321 de la seconde branche 32 et une deuxième position forcée (figure 3b), dans laquelle l'axe yy' du trou taraudé 51 de l'écrou 5 est centré par rapport à l'axe YY' du trou 321 de la seconde branche 32. Dans la première position (figures 3a), le passage de l'extrémité de la vis 4 dans le trou 321 de la seconde branche 32 est impossible empêchant le serrage de la vis 4 dans l'écrou 5 et par conséquent le serrage de la cosse 3 sur la borne 1 de la batterie 2. Dans la deuxième position (figure 3b), le passage de l'extrémité de la vis 4 au travers du trou 321 de la seconde branche 32 est possible et le serrage de la vis 4 dans l'écrou 5 peut s'effectuer jusqu'à serrage optimal de la cosse 3 sur la borne 1 de la batterie 2. Le déplacement de l'écrou 5 dans la deuxième position dite "forcée" (figures 3b) est limité par le rebord supérieur 324 de la seconde branche 32. Le rebord inférieur 325 est échancré pour laisser 10 passer l'écrou 5 au travers du rebord 325. Des moyens formant ressort 61, 62 sont disposés entre les rails 322, 323 et l'écrou 5 pour maintenir le trou 51 de l'écrou 5 décentré par rapport au trou 321 de la seconde branche 32 en l'absence d'effort exercé à 15 l'encontre des moyens formant ressort 61, 62. Les moyens formant ressort comportent par exemple deux ressorts 61, 62 disposés en appui entre la face supérieure 54 de l'écrou 5 et le rebord supérieur 324 de la seconde branche 32. 20 Les dimensions de la cosse 3 sont adaptées à celles de la borne 1 pour optimiser le serrage. Ainsi, la hauteur de la cosse 3 correspond sensiblement à celle de la borne 1 et la forme intérieure de la partie annulaire 30 de la cosse 3 correspond 25 sensiblement à la forme extérieure de la borne 1 (sensiblement cylindrique ou sensiblement tronconique). La base ou socle de la cosse 3 doit être suffisamment plane pour être correctement plaquée ou en butée, sur la surface supérieure 20 de la batterie 2 au 30 voisinage de la borne 1. Ainsi, en respectant ce dimensionnement, on peut garantir un serrage optimal de la cosse 3 sur la batterie 2 quand la cosse 3 est complètement plaquée ou en butée contre la surface 20 de la batterie 2, ce qui visuellement correspond à un affleurement de la partie supérieure de la cosse 3 avec le sommet de la borne 1. L'écrou 5 est lui aussi dimensionné en conséquence pour que l'axe yy' de son trou taraudé 51 vienne coïncider avec l'axe YY' du trou 321 de la seconde branche 32 quand la cosse 3 est plaquée ou en butée contre la surface 20 de la batterie 2. C'est l'effort d'introduction de la cosse 3 sur la borne 1 de la batterie 2, suivant la direction de l'axe ZZ' de la borne 1 qui permet à l'écrou 5 d'atteindre la deuxième position dite "forcée" (figure 3b) pour permettre le serrage de la vis 4 dans l'écrou 5 et donc le serrage de la cosse 3 sur la borne 1. Avantageusement, la course de serrage de la vis 4 15 est délimitée par une butée 41 rapportée localement ou venue de matière avec la vis 4. Avantageusement encore, cette même butée 41 peut être utilisée pour coopérer avec une languette 42 faisant saillie de la première branche 31, par exemple venue de 20 matière avec la première branche 31, et dont l'extrémité libre 43 est recourbée vers la vis 4, entre la tête de la vis 4 et la butée 41 pour l'empêcher de sortir de la première branche 31 et la maintenir de manière "imperdable" sur cette même première branche 31. 25 De même, en ce qui concerne l'écrou 5, on peut prévoir avantageusement une butée (non représentée) interposée entre les glissières 322, 323 et les rails 52, 53 de l'écrou 5 pour l'empêcher de sortir complètement de la seconde branche 32. 30 D'autres variantes peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, tout autre moyen permettant l'interdiction du serrage par vis tant que la cosse 3 n'est dans sa position optimale de serrage rentre dans le cadre de la 35 présente invention. REVENDICATIONS1. Dispositif pour la connexion d'un câble électrique sur une borne (1) de batterie d'accumulateur (2), du type comportant une cosse (3) formant collier apte à entourer au moins partiellement la borne (1), les extrémités de la cosse (3) se prolongeant par une première et une seconde branches (31, 32) sensiblement parallèles en regard l'une de l'autre et percées respectivement d'un premier et second trous (311, 321) en regard l'un de l'autre, et des moyens de serrage par vissage (4) passant par les premier et second trous (311, 321), aptes à rapprocher les première et seconde branches (31, 32)l'une de l'autre pour serrer la cosse (3) sur la borne (1), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'interdiction de serrage des première et seconde branches (31, 32) par vissage tant que la cosse (3) n'est pas atteint une position optimale de serrage. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de serrage comportent : - une vis (4) portée sur la première branche (31) et apte à traverser de part en part les première et seconde branches (31, 32) par leurs trous respectifs (311, 321) ; - une pièce formant écrou (5) portée sur la seconde branche (32), apte à coopérer avec l'extrémité de la vis (4) pour le serrage des première et seconde branches (31, 32) l'une contre l'autre ; et en ce que les moyens d'interdiction de serrage comportent : - des moyens formant glissière (322, 323) conformés sur la seconde branche (32) et recevant à coulissement l'écrou (5) ; l'écrou (5) étant apte à prendre deux positions extrêmes une première position empêchantl'extrémité de la vis (4) de pénétrer à l'intérieur de l'écrou (5) interdisant le serrage des deux branches (31, 32), et une seconde position autorisant la pénétration de l'extrémité de la vis (4) à l'intérieur de l'écrou (5) pour assurer le serrage. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens formant glissière (322, 323) sont agencés parallèlement à l'axe d'introduction de la cosse sur la borne, correspondant à l'axe (ZZ') de la borne (1) de la batterie (2) en étant centrés sur l'axe (yy') du trou (321) de la seconde branche (32). 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le trou (51) de l'écrou (5) est apte à coopérer avec la vis (4) quand le positionnement de la cosse (3) sur la borne (1) a atteint une position optimale de serrage. 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la position optimale est atteinte quand l'axe (yy') du trou (51) de l'écrou (5) est aligné avec l'axe (YY') de la vis (4). 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la position optimale est atteinte quand la cosse (3) est en butée sur la face sensiblement plane (20) de la batterie. 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des moyens formant ressort (6) sont disposés entre l'écrou (5) et la deuxième branche (32) de manière à exercer une force déterminée sur l'écrou (5) suffisante pour désaxer l'écrou (5) de la vis de serrage(4) des première et seconde branches (31, 32) de la cosse (3). 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la vis (4) portée par la première branche (31) comporte un épaulement (41), ou anneau rapporté sur la vis, pour augmenter localement son diamètre pour former une butée et, en ce que la première branche (31) comporte une languette (42) faisant saille du premier bras (31) dont l'extrémité libre (43) est recourbée vers la butée (41) entre la tête de la vis (4) et la butée (41) ; la butée (41) étant apte à coopérer avec l'extrémité (43) de la languette (42) pour maintenir la vis (4) sur la première branche (21). 9. Dispositif de connexion selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la butée (41) est utilisée en outre pour limiter l'enfoncement de la vis (4) dans l'écrou (5) quand elle coopère avec la première branche (21). 10. Dispositif de connexion selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'une butée est interposée entre les glissières (322, 323) et l'écrou (5) pour l'empêcher de sortir complètement de la seconde branche (32).