Brevet FR2953071A1 — publié le 20110527

La présente invention concerne d'une manière générale les connecteurs électriques. Plus particulièrement, la présente invention concerne les boîtiers de connecteurs électriques pour raccorder une cosse de câble à une borne taraudée au moyen d'une vis. Pour raccorder une pluralité de cosses de câble à des bornes électriques taraudées, on utilise en général un connecteur électrique présentant un boîtier avec des ouvertures pour le passage des câbles, et des ouvertures pour raccorder électriquement les cosses des câbles à des bornes taraudées à l'aide de vis. Les boîtiers présentent de plus des ouvertures en regard des ouvertures de bornes pour insérer et serrer ces vis de maintien des cosses sur les bornes. Dans le domaine des connecteurs électriques en général, et dans le domaine des connecteurs électriques haute tension en particulier, il est nécessaire de prévoir une protection maximale des personnes contre des contacts avec des pièces électriques sous tension. Parallèlement à cela, il s'agit d'assurer une étanchéité des connecteurs pour certaines applications, notamment dans les véhicules à propulsion électrique. En particulier, lorsque le boîtier est fermé, il s'agit d'assurer que chaque voie du connecteur est isolée de manière étanche par rapport aux autres, pour éviter un court-circuit entre les voies en cas de pénétration d'eau dans le boîtier. On connaît de nombreux dispositifs de ce type, permettant d'assurer la protection des personnes contre les risques électriques tout en maintenant les contacts isolés de l'extérieur de manière étanche. En particulier, on connaît à cet effet un boîtier de connecteur, présentant une forme globalement parallélépipédique formant une chambre pour les cosses avec des ouvertures latérales pour le passage de câbles électriques terminés par des cosses, des ouvertures sur une face sensiblement perpendiculaire à la face précédente pour la mise en contact des cosses avec des bornes. La face opposée à la face présentant les ouvertures pour bornes est ouverte entièrement pour permettre d'accéder à la chambre pour la mise en place des vis et leur serrage sur les bornes taraudées. Un couvercle maintenu par des vis vient fermer cette face. Chacune des ouvertures est pourvue d'un joint d'étanchéité. Le couvercle présente sur sa face intérieure un joint d'étanchéité et des parois de séparation étanches destinés à cloisonner de manière étanche chaque voie à l'intérieur de la chambre une fois le couvercle fermé. Dans ce type de boîtier, pour protéger les personnes, il est prévu un dispositif de contact qui commande la coupure du courant en amont du connecteur lorsqu'on retire le couvercle. En général il s'agit d'un micro-interrupteur, ou de deux pièces de contact respectivement fixées sur le boîtier et sur son couvercle, qui ouvrent un circuit électrique lorsque le couvercle est ouvert. Cependant, ce dispositif peut parfois être défaillant. En effet, lorsque le couvercle est démonté, les vis sont directement accessibles et en cas de disfonctionnement du dispositif de coupure de courant, les vis sont encore alimentées en courant, ce qui constitue un danger pour les personnes. De plus, une fois le couvercle démonté, l'étanchéité entre les voies n'est plus assurée. Enfin, ce type de boîtier présente de nombreuses pièces ce qui le rend coûteux en fabrication et en main d'ouvre pour l'assemblage. Fondée sur ces observations, la présente invention a pour objet d'une manière générale de perfectionner les boîtiers de connecteurs électriques pour raccorder une cosse de câble à une borne taraudée d'un appareil électrique connus. L'invention vise plus particulièrement à fournir un boîtier offrant un niveau élevé de protection des personnes, en améliorant l'étanchéité de voie à voie des solutions connues, tout en étant simple, fiable et robuste de construction, et économique à fabriquer, assembler et démonter. L'invention propose à cet effet un boîtier de connecteur électrique pour raccorder au moins une cosse de câble à une borne taraudée d'un appareil électrique, comportant, pour chaque cosse, un puits pour recevoir une vis de maintien d'une cosse sur une borne taraudée, le puits présentant une lumière latérale destinée à faire pénétrer une cosse dans le puits, une ouverture inférieure pour raccorder la cosse sur une borne taraudée et une ouverture supérieure destinée à faire pénétrer un outil de vissage pour la vis, la dimension de l'ouverture supérieure du puits prise dans sa plus grande largeur étant strictement inférieure à la dimension du puits pris dans sa plus grande largeur, ladite ouverture étant dimensionnée de manière à laisser passer l'outil de vissage et présentant une section inférieure à celle d'un doigt humain. Par doigt humain, on entend un doigt ayant un diamètre de 12 mm au moins et un rayon à son extrémité de 4 mm environ, ce qui correspond sensiblement à un doigt humain moyen. Ainsi, avantageusement, la protection des personnes est grandement améliorée, puisque selon l'invention, il est impossible qu'un doigt humain entre en contact avec une pièce sous tension. Par ailleurs, lors du démontage, la vis ne peut pas quitter le puits par l'ouverture supérieure, ni par l'ouverture inférieure tant que la cosse est dans le puits : ceci limite les risques de perte de la vis lors d'interventions sur le boîtier. De plus, l'étanchéité voie à voie est facilitée par la conception du boîtier selon l'invention, dans la mesure où chaque cosse est placée de manière indépendante dans un puits différent. Si un puits est inondé, les autres puits ne seront pas touchés, même si le couvercle est ôté. Ces dispositions ont une influence avantageuse sur la fiabilité du boîtier selon l'invention. Selon des caractéristiques avantageuses, éventuellement combinées : - la dimension de l'ouverture supérieure du puits prise dans sa plus grande largeur est inférieure ou égale à 12 mm. - le boîtier présente un couvercle pourvu de moyens d'étanchéité destiné à fermer les puits de manière étanche. La protection des personnes s'en trouve améliorée, et l'obtention de l'étanchéité est facilitée. Selon des caractéristiques avantageuses, éventuellement combinées : - l'ouverture inférieure du puits présente des moyens d'étanchéité destinés à coopérer avec l'appareil à raccorder et le couvercle présente des moyens de fixation destinés à venir fixer le couvercle sur l'appareil à raccorder, de manière à maintenir le boîtier fixé de manière étanche sur l'appareil via le couvercle ; - le couvercle et/ou le boîtier présentent des moyens de contact destinés à commander la coupure du courant en amont du connecteur lorsqu'on retire le couvercle. On notera ici que même en cas de défaillance du dispositif de coupure de courant à l'ouverture du boîtier selon l'invention, les risques pour les personnes sont très limités puisqu'il est impossible d'introduire le doigt par l'ouverture supérieure dans le puits. Selon des caractéristiques avantageuses, éventuellement combinées : - la lumière du puits ouvre sur un canal destiné à recevoir le câble de la cosse correspondante, ledit canal étant pourvu de moyens d'étanchéité, pour assurer l'étanchéité entre le câble et le boîtier ; - le canal présente à son extrémité des moyens de fixation pour un bouchon d'étanchéité pour le passage du câble dans le boîtier et la fermeture étanche de l'extrémité du canal ; - le puits présente sur sa face intérieure des ergots de maintien de la vis à une hauteur prédéterminée de manière à retenir la vis entre l'extrémité du puits présentant l'ouverture supérieure et la lumière, de manière à maintenir la vis à l'écart de la lumière lors de l'insertion de la cosse ; - le boîtier est pourvu d'une vis de fixation dont l'extrémité opposée à la tête de vis présente un téton recouvert d'un capuchon en matériau isolant. Ainsi, avantageusement, une fois déconnecté, le boîtier reste tout aussi performant pour la sécurité des personnes, puisque même en introduisant un doigt dans l'ouverture inférieure, celui-ci rencontrera un élément isolant qui préviendra tout risque de choc électrique. Selon un aspect avantageux : - le boîtier et/ou le couvercle sont réalisés en un matériau plastique métallisé au moins partiellement, de manière à assurer le blindage électrique du contenu du boîtier. Cette disposition a une influence avantageuse sur la réduction des coûts de ce dispositif. L'invention vise en outre, selon un second aspect, un procédé de raccordement d'un connecteur électrique pour raccorder au moins une cosse de câble à une borne taraudée d'un appareil électrique comportant un boîtier tel que décrit supra, comportant les étapes consistant à : - introduire une vis de maintien par l'ouverture inférieure en présentant la tête vers l'ouverture supérieure, - introduire une cosse dans la lumière prévue à cet effet ; - présenter le connecteur devant les bornes de l'appareil électrique à raccorder ; - introduire un outil de vissage par l'ouverture supérieure ; - pousser la vis à l'aide de l'outil jusqu'à ce qu'elle s'engage dans le taraudage de la borne ; - fixer la cosse à la borne en vissant la vis à l'aide de l'outil de vissage. L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ceux-ci : - la figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur pourvu d'un boîtier à deux puits selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du connecteur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale de ce même connecteur ; - la figure 4 est une autre vue en coupe longitudinale de ce même connecteur ; - la figure 5 est une vue en perspective d'un autre connecteur pourvu d'un boîtier à trois puits selon l'invention ; - la figure 6 est une vue en perspective d'un câble pourvu d'une cosse et d'un bouchon du connecteur de la figure 5 ; - les figures 7 et 8 sont deux vues en coupe longitudinale du connecteur de la figure 5 dont une vis de fixation est représentée respectivement dans deux positions différentes. Comme visible en figure 1, un connecteur électrique 2 haute tension présente un boîtier 1 selon l'invention. Le connecteur permet de relier deux câbles haute tension 3 à un appareil électrique 4. A l'interface entre le boîtier et les câbles, il y a des bouchons d'étanchéité 5. Comme visible plus particulièrement en figure 2, le boîtier 1 est pourvu d'un couvercle d'étanchéité 6. Le boîtier 1 permet de raccorder une cosse 31 à une borne taraudée 41 de l'appareil électrique 4 à raccorder. De manière classique, la cosse 31 est sertie à l'extrémité du câble et présente un anneau de raccordement 32. Pour chaque cosse, le boîtier 1 présente un puits 11 pour recevoir une vis de maintien 12. Le puits 11 présente une lumière latérale 13 destinée à faire pénétrer l'anneau 32 de la cosse dans le puits. Le puits présente en outre une ouverture inférieure 14 pour raccorder la cosse sur la borne taraudée 41 et une ouverture supérieure 15 destinée à faire pénétrer un outil de vissage pour la vis 12. Le diamètre de l'ouverture supérieure 15 du puits est strictement inférieur au diamètre du puits. L'ouverture 15 est délimitée par une collerette 16 prévue à l'extrémité supérieure du puits. En pratique, la dimension de l'ouverture supérieure du puits prise dans sa plus grande largeur est inférieure ou égale à 12 mm, ce qui est suffisant pour faire passer l'embout d'un outil de vissage, mais empêche efficacement toute personne d'introduire un doigt dans le puits. Le couvercle 6 est pourvu de joints d'étanchéité 61 destinés à reposer dans des gorges 17 prévues autour des collerettes 16 pour fermer chacun des puits individuellement de manière étanche. L'étanchéité globale s'en trouve améliorée par rapport à l'état de la technique, puisque lorsqu'un seul puits est inondé, l'eau ne peut pas passer de puits en puits, même lorsqu'on ôte le couvercle 6. L'ouverture inférieure 14 du puits 11 présente un joint d'étanchéité 18 destiné qui coopère avec l'appareil 4. Comme visible plus particulièrement en figure 3 le couvercle présente des moyens de fixation 62 destinés à venir fixer le couvercle 6 sur l'appareil 4. En pratique, il s'agit d'un anneau 62 de fixation traversé par une vis (non représentée) de fixation qui vient se visser dans le corps de l'appareil 4. Ainsi, le couvercle 6 maintient le boîtier 1 fixé de manière étanche contre l'appareil 4 grâce aux joints 18 de chaque puits 11. De manière connue en soi, le couvercle présente des moyens de contact destinés à commander la coupure du courant en amont du connecteur lorsqu'on retire le couvercle. Il s'agit d'un étrier 63 métallique solidaire du couvercle coopérant avec une lame 43 métallique fixée sur l'appareil à raccorder. L'ouverture du couvercle provoque une séparation des deux éléments métalliques et donc l'ouverture d'un circuit électrique ce qui commande la coupure de courant en amont du connecteur. Comme visible en figure 4, la lumière 13 du puits 11 ouvre sur un canal 7 destiné à recevoir le câble 3 de la cosse correspondante. Ce canal présente un joint d'étanchéité central 71 et un bouchon 8 à son extrémité opposée. Le bouchon est constitué d'une coque 81 présentant deux oreilles 82 qui viennent se clipper par coopération de formes sur deux ergots 72 prévus à cet effet sur la surface extérieure du canal 7. A l'intérieur de la coque, un joint 83 assure l'étanchéité entre le câble 3 et le canal 7. De manière connue en soi, le canal 7 présente une zone de transmission de blindage 73 entre l'enveloppe de blindage du câble 3 et le boîtier 1. De manière classique pour l'homme du métier, le boîtier 1 est réalisé en un matériau plastique, métallisé sélectivement pour assurer une continuité de blindage. Comme visible plus particulièrement en figure 4, le canal 7 est métallisé par une couche métallique intérieure 74 qui s'arrête à la surface 75, avant le joint 71. Au niveau de la zone 73, l'enveloppe de blindage du câble 3 entre en contact avec la couche métallique intérieure 74, comme visible en figures 2, 3 et 4. Cette couche métallique est continuée par une couche métallique extérieure 76, qui se poursuit sur la surface extérieure du canal 7 jusqu'à l'épaulement 77. La continuité de blindage au niveau du canal 7 est assurée par le couvercle 6 réalisé en un matériau métallique. Ceci est plus visible en figure 3, où l'on voit que la continuité du blindage entre le couvercle métallique 6 et le canal 7 est assurée au niveau de l'épaulement métallisé 77. La couche métallique extérieure 76 se poursuit jusqu'à l'épaulement 78 à la base du puits 11 en recouvrant la tranche 79. La continuité de blindage entre le canal 7 et le couvercle métallique de l'appareil électrique 4 à raccorder se fait par l'intermédiaire de la tranche métallisée 79. Ceci est plus particulièrement visible en figures 2 et 3. Un autre mode de réalisation est représenté en figure 5, il présente un connecteur 2 à trois puits 11, et trois câbles 3 en tous points similaires à ceux du mode de réalisation décrit supra, et qui ne sera donc pas décrit plus en détails. Ainsi, la métallisation est stoppée sur le canal 7 avant les joints 71, 18 et 61. De cette manière, si l'espace intérieur du canal 7 défini entre ces joints est inondé, il n'y a pas de ligne de courant entre le blindage et les éléments conducteurs. Une portion de câble 3 pourvue d'une cosse 31 avec un anneau 32 selon l'invention est représentée en figure 6. Elle se monte indifféremment sur l'un ou l'autre des modes de réalisation de boîtiers présentés supra (à deux ou trois canaux). Un bouchon 5 de connecteur est prévu pour l'interface entre les câbles et le boîtier, il présente deux joints d'étanchéité 83 et 71 et deux oreilles 82, tels que décrits supra. Comme visible plus particulièrement en figure 7 et 8, le puits 11 présente sur sa face intérieure des ergots 19 de maintien de la vis 12 à une hauteur prédéterminée. De cette manière, la vis est retenue entre l'extrémité du puits 11 présentant l'ouverture supérieure 15 et la lumière 13, de manière à maintenir la vis à l'écart de la lumière et permettre ainsi de l'insertion de la cosse, tel que visible plus particulièrement en figure 9. En pratique, lors de l'utilisation d'un connecteur pourvu d'un boîtier selon l'invention, il s'agit dans un premier temps d'introduire la vis 12 de maintien par l'ouverture inférieure 14 en présentant la tête vers l'ouverture supérieure, jusqu'à franchir les ergots 19. La vis est maintenue au dessus de la lumière 13 et la cosse 31 est introduite dans le puits via ladite lumière. Comme visible en figure 10, le connecteur est ensuite présenté devant les bornes 41 de l'appareil électrique 4 à raccorder. A l'aide d'un outil de vissage (non représenté) introduit par l'ouverture supérieure 15, la vis 12 est poussée hors des ergots 19 et vient s'engager dans le taraudage de la borne 41. La cosse est ensuite visée sur la borne, puis l'outil de vissage est retiré. Dans une étape finale, le couvercle 6 est mis en place et vissé via l'anneau 62 visible en figure 3 au corps de l'appareil 4. Par ailleurs, dans le mode de réalisation illustré en figures 9 et 10, la vis 12 présente à son extrémité libre un téton 20 recouvert d'un capuchon 21 en matériau isolant. Ainsi, même lorsque le connecteur est déconnecté de l'appareil, son niveau de sécurité reste élevé, et l'éventuelle introduction d'un doigt dans l'ouverture inférieure 14 reste sans danger puisque le premier élément rencontré sera le capuchon isolant 21. L'invention ne se limite pas aux exemples de cosses telles que décrites supra, mais englobe au contraire tous les types de cosses connues, tels que par exemple les cosses plates en "U" et les cosses rondes à forte section en "U" ou en "O". D'une manière générale, de nombreuses autres variantes sont possibles en fonction des circonstances, et l'on rappelle à cet égard que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés. REVENDICATIONS1. Boîtier (1) de connecteur électrique (2) pour raccorder au moins une cosse (31) de câble à une borne taraudée d'un appareil électrique (4), caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque cosse, un puits (11) pour recevoir une vis de maintien (12) d'une cosse sur une borne taraudée, le puits présentant une lumière latérale (13) destinée à faire pénétrer une cosse dans le puits, une ouverture inférieure (14) pour raccorder la cosse sur une borne taraudée et une ouverture supérieure (15) destinée à faire pénétrer un outil de vissage pour la vis, la dimension de l'ouverture supérieure du puits prise dans sa plus grande largeur étant strictement inférieure à la dimension du puits pris dans sa plus grande largeur, ladite ouverture étant dimensionnée de manière à laisser passer l'outil de vissage et présentant une section inférieure à celle d'un doigt humain. 2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dimension de l'ouverture supérieure (15) du puits (11) prise dans sa plus grande largeur est inférieure ou égale à 12 mm. 3. Boîtier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente un couvercle (6) pourvu de moyens d'étanchéité destiné à fermer les puits (11) de manière étanche. 4. Boîtier selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ouverture inférieure (14) du puits présente des moyens d'étanchéité destinés à coopérer avec l'appareil à raccorder et en ce que le couvercle présente des moyens de fixation (62) destinés à venir fixer le couvercle sur l'appareil à raccorder, de manière à maintenir le boîtier fixé de manière étanche sur l'appareil via le couvercle. 5. Boîtier selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le couvercle et/ou le boîtier présentent des moyens de contact (43, 63) destinés à commander la coupure du courant en amont du connecteur lorsqu'on retire le couvercle. 6. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lumière du puits ouvre sur un canal (7) destiné à recevoir le câble de la cosse correspondante, ledit canal étant pourvu de moyens d'étanchéité (71), pour assurer l'étanchéité entre le câble et le boîtier. 7. Boîtier selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le canal (7) présente à son extrémité des moyens de fixation (82, 72) pour un bouchon d'étanchéité pour le passage du câble dans le boîtier et la fermeture étanche de l'extrémité du canal. 8. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le puits présente sur sa face intérieure des ergots (19) de maintien de la vis à une hauteur prédéterminée de manière à retenir la vis entre l'extrémité du puits présentant l'ouverture supérieure (15) et la lumière (13), de manière à maintenir la vis à l'écart de la lumière lors de l'insertion de la cosse. 9. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est pourvu d'une vis de fixation dont l'extrémité opposée à la tête de vis présente un téton (20) recouvert d'un capuchon (21) en matériau isolant. 10. Boîtier selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le boîtier (1) et/ou le couvercle (6) sont réalisés en un matériau plastique métallisé au moins partiellement, de manière à assurer le blindage électrique du contenu du boîtier. 11. Procédé de raccordement d'un connecteur électrique (2) pour raccorder au moins une cosse (31) de câble à une borne taraudée d'un appareil électrique comportant un boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : - introduire une vis (12) de maintien par l'ouverture inférieure en présentant la tête vers l'ouverture supérieure, - introduire une cosse (31) dans la lumière prévue à cet effet ; - présenter le connecteur devant les bornes de l'appareil électrique à raccorder ; - introduire un outil de vissage par l'ouverture supérieure ; - pousser la vis à l'aide de l'outil jusqu'à ce qu'elle s'engage dans le taraudage de la borne ; - fixer la cosse à la borne en vissant la vis à l'aide de l'outil de vissage.