Brevet FR3002372A1 — publié le 20140822

PARTIE FEMELLE D'UN ENSEMBLE DE CONNEXION MALE/FEMELLE D'UN VEHICULE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des véhicules automobiles, et en particulier la connexion de ces véhicules par l'avant de ceux-ci à diverses prises, électriques, hydrauliques, de carburants à des stations fixes de rechargement. Une application préférentielle est la connexion électrique de véhicules électriques à des bornes de rechargement. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Dans le cadre de l'utilisation de véhicule électrique domestique, on prévoit dans une application envisagée, de pouvoir raccorder des véhicules électriques possédant un type déterminé standardisé de connexion à des bornes fixes de rechargement possédant une installation de connexion et de rechargement correspondant. On s'impose que cette connexion se fasse par l'avant du véhicule, de manière à faciliter les manoeuvres d'approche du véhicule vers la borne de rechargement. On envisage également un tel type de connexion pour d'autres échanges entre le véhicule et la borne, par exemple des échanges d'informations, un rechargement de carburant, un échange thermique pour préchauffer le véhicule dans les pays froids, le rechargement en eau ou en hydrogène. La borne de rechargement qui est une installation fixe est équipée d'une broche, c'est-à-dire d'un connecteur mâle et le véhicule doit être équipé d'un connecteur femelle, c'est-à-dire d'un cône de guidage, conique ou pyramidal, destiné à guider la broche jusqu'au point de connexion et d'accrochage sur le véhicule. De tels systèmes sont parfaitement connus. Par contre, leur implantation sur un véhicule routier est particulièrement complexe, si on veut que la broche s'enfonce dans le véhicule, à l'avant et sensiblement au milieu de celui-ci. Or, plusieurs contraintes s'imposent dans le cahier des charges d'une telle réalisation. En effet, le cône de guidage qui fait office d'entonnoir ne doit pas capter toutes les poussières et l'eau, lors des déplacements du véhicule ; son extrémité doit donc être bouchée, lors des déplacements du véhicule. D'autre part, ce cône de guidage doit résister à la pression de la broche, lors de la connexion, afin de recentrer celle-ci. Ceci impose une certaine solidité de ce cône de guidage. De plus, une règle de sécurité dite « de choc piéton » impose que l'avant d'un véhicule qui frappe accidentellement la jambe d'un piéton le fasse le plus bas possible et absorbe, par déformation, une partie du choc. A titre d'exemple, l'enfoncement de la broche peut nécessiter un effort de 25 kg, alors que le choc de l'avant du véhicule exercé sur la jambe du piéton ne doit pas être supérieur à 15 kg. Le but de l'invention est de permettre la connexion de véhicules, notamment électriques, à des bornes de rechargement respectant ces contraintes. EXPOSÉ DE L'INVENTION Le concept de la présente invention est de proposer une partie femelle d'un ensemble de connexion destinée à être placée à l'avant d'un véhicule qui puisse avoir une configuration dite de route, l'embout conique ou pyramidal constituant la partie femelle de l'ensemble de connexion étant fermé et une configuration de stationnement/rechargement, cette même partie femelle étant ouverte. Toutefois, la configuration mécanique de cette partie avant du véhicule doit présenter des résistances mécaniques différentes pour chacun des deux configurations de route et de stationnement/rechargement. En d'autres termes, le véhicule, lorsqu'il est en configuration de route et lorsqu'il heurte un piéton, doit avoir la partie femelle de l'ensemble de connexion, non seulement fermée, mais également d'une résistance moins importante que lorsque le véhicule est en configuration de stationnement/rechargement, le connecteur femelle étant ouvert et mis en prise avec un connecteur mâle de l'installation fixe, à savoir la broche d'une borne de rechargement. A cet effet, l'objet principal de l'invention est une partie femelle d'un ensemble de connexion mâle/femelle d'un véhicule possédant un châssis sur lequel est fixée une carrosserie, la partie femelle comportant : -un dispositif connecteur solidaire du châssis et comportant une partie femelle, et -un cône de guidage dont une petite extrémité de plus petit diamètre se trouve centré sur le dispositif connecteur, en regard de la partie femelle du connecteur, et une extrémité de plus grand diamètre. Selon l'invention, la partie femelle comprend : -des moyens d'obturation temporaire de l'ouverture du cône de guidage pour fermer cette ouverture du cône de guidage, lorsque le véhicule roule et l'ouvrir, lorsque le véhicule est à l'arrêt, et -des moyens de renforcement temporaire de la structure du cône de guidage opérationnel lorsque le véhicule est à l'arrêt. En d'autres termes, le concept de l'invention va à l'encontre des préjugés de l'homme du métier, puisqu'il propose que l'avant du véhicule soit moins solide lorsque celui-ci roule vite, l'ouverture du connecteur femelle étant fermée, que lorsqu'il roule très lentement pour être à l'arrêt, l'ouverture du cône de guidage étant ouverte, en vue de réaliser la connexion avec une broche mâle d'une installation fixe. La réalisation principale de la partie femelle selon l'invention prévoit que les moyens d'obturation temporaire et les moyens de renforcement temporaire soient réalisés par le cône de guidage et une unique pièce pivotante, montée pivotante à proximité de la petite extrémité du cône de guidage et possédant : -au moins un bras au bout duquel est placé : -une plaque d'obturation, légèrement incurvée, et placée à une extrémité distale du au moins un bras pour obturer l'ouverture du cône de guidage dans une première position de pivotement de la pièce pivotante, cette plaque d'obturation étant positionnée de façon décalée par rapport au au moins un bras, -le au moins un bras et le cône de guidage possédant des moyens de solidarisation de forme complémentaire rentrant en contact, dans une deuxième position de rotation de la pièce pivotante, dans laquelle la plaque d'obturation est dégagée de l'ouverture du cône de guidage, les moyens de solidarisation immobilisant et maintenant les parois du cône au moins dans la région de grand diamètre du cône de guidage, les moyens d'entraînement en rotation de la pièce pivotante, dont un moteur, étant monté sur le châssis. Dans ce cas, il est préférable que les moyens de solidarisation soient réalisés sous la forme de tétons de fixation placés sur un premier élément parmi la paroi externe du cône de guidage et le au moins un bras de la pièce pivotante et sous la forme d'encoches de fixation de forme correspondantes à celles des tétons de fixation et placées sur le deuxième élément parmi la paroi externe du cône de guidage et le au moins un bras de la pièce pivotante. Il est d'ailleurs avantageux d'équiper la pièce pivotante de deux bras placés de part et d'autre du cône de guidage pour l'entourer, lorsque la pièce pivotante est dans sa position de renforcement. Il est également intéressant d'utiliser une entretoise en forme de portion de demi-cône, d'une forme complémentaire à celle de la surface externe du cône de guidage et placée entre les deux bras de la pièce pivotante pour venir contre la surface externe du cône de guidage dans la position de renforcement. Dans la réalisation de la partie femelle selon l'invention, lorsque la pièce pivotante possède deux bras, il est intéressant que deux supports de la plaque d'obturation soient utilisés et placés chacun à l'extrémité distale d'un des bras, et sensiblement perpendiculaires audit bras, de manière à éloigner très légèrement la plaque d'obturation par rapport à l'extrémité des bras. Dans une des réalisations préférentielles de la partie femelle selon l'invention, le cône de guidage est solidaire de la carrosserie par son ouverture et est solidaire du châssis par sa petite extrémité au moyen d'au moins un élément souple, une fente étant pratiquée dans l'extrémité du cône de guidage qui est près de son ouverture, pour permettre le passage de la plaque d'obturation et effectuer ladite obturation. Dans ce cas, la fente présente une très légère inclinaison de l'ordre de degré par rapport à la plaque d'obturation pour obtenir progressivement une étanchéité, lors de l'obturation de l'ouverture du cône de guidage. Dans une première manière de monter la pièce pivotante, celle-ci est montée sur le châssis. Dans une deuxième possibilité de montage de cette pièce pivotante, celle-ci est montée sur le cône avec au moins un élément de transmission souple entre le moteur des moyens d'entraînement et la pièce pivotante. LISTE DES FIGURES L'invention et ses caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante accompagnée de quatre figures représentant respectivement : -figure 1, en vue cavalière, l'avant de la partie femelle selon l'invention ; -figure 2, en vue de côté, la partie femelle selon l'invention dans son état fermé ; -figure 3, en vue latérale, la partie femelle selon l'invention dans son état ouvert, et -figure 4, en vue de dessous par rapport à la figure 3, de cette même partie femelle selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLE D'UNE REALISATION DE L'INVENTION La figure 1 montre de face, vue de l'avant du véhicule, la partie femelle selon l'invention d'un ensemble connecteur mâle/femelle d'un véhicule, la calandre de ce dernier étant enlevée. L'ensemble est fixé à une traverse 1 du châssis du véhicule, et est accompagné d'un dispositif connecteur 2 destiné à recevoir, par une partie femelle, la partie mâle de l'ensemble de connexion fixée à une installation fixe et constituée par une broche. Cette dernière doit pénétrer dans le cône de guidage 10 solidaire de l'ensemble collecteur 2. Le cône de guidage 10 présente une large ouverture dans une extrémité avant 11. Il est constitué de plusieurs segments de sections progressives dont les deux tronçons les plus à l'avant ont été référencés 12 et 13. La forme de ce cône de guidage 10, et donc de ces différents tronçons 12 et 13, peut être soit pyramidale, comme représenté sur la figure 1, mais peut être également conique. Ces différents tronçons de cône de guidage, comme les deux tronçons 12 et 13, permettent par leur conicité, de pouvoir se replier au moins partiellement, absorbant ainsi l'énergie d'un éventuel choc sur la calandre du véhicule. Un élément principal de la partie femelle selon l'invention est une unique pièce pivotante 20, montée pivotante par rapport au dispositif connecteur 2 et dont une plaque d'obturation 22, placée à sa partie distale pivotante, peut venir obturer l'ouverture du cône de guidage 10. En effet, dans la position représentée sur cette figure 1, la pièce de pivotement est en position dite à l'arrêt pour le véhicule, c'est-à-dire que son extrémité portant la plaque d'obturation 22 fait que cette dernière laisse ouverte l'ouverture de l'extrémité 11 du cône de guidage 10. La figure 2 montre, de côté, l'ensemble de la partie femelle selon l'invention en position de route, c'est-à-dire que l'ouverture du cône de guidage 10 est fermée. Sur cette figure 2, on distingue la calandre 4 placée à l'avant du véhicule, elle-même fixée sur le châssis symbolisé par la traverse 1. La pièce pivotante 20 a pivoté par rapport à sa position représentée à la figure 1. En effet, un bras 15 de celle-ci, portant la plaque d'obturation 22 a pivoté vers le bas. Ainsi, la plaque dite d'obturation 22 a pénétré dans une fente 14 de l'extrémité 11 du cône de guidage 10 et obture complètement l'ouverture de ce dernier. On précise que, pour assurer l'étanchéité de l'obturation de l'ouverture du cône de guidage 10, la plaque d'obturation 22 possède avantageusement une légère pente, par exemple d'un degré, par rapport à la fente 14 de l'extrémité 11 du cône de guidage 10. Ainsi, au fur et à mesure que la plaque d'obturation 22 pénètre dans la fente 14 un rapprochement progressif de ces deux pièces a lieu jusqu'à l'obtention d'un contact hermétique obtenu en fin de rotation, dans la position dite « de route » du véhicule, c'est-à-dire d'obturation de l'ouverture du cône de guidage 10. Le débattement de la pièce pivotante 20 est obtenu grâce à des moyens d'entraînement dont des pignons, un premier pignon 26A, entraîné lui-même par un moteur non représenté sur cette figure et s'engrenant dans un deuxième pignon 26B. Ce dernier s'engrène dans les dents d'une crémaillère 27, solidaire de l'arbre 25 de la pièce pivotante 20 et ayant un rayon de courbure correspondant à la distance qui sépare cette crémaillère 27 de l'axe de pivotement. Ainsi, la pièce pivotante 20 peut être déplacée d'une position « cône de guidage ouvert» à une position « cône de guidage fermé ». Les moyens d'entraînement et la pièce pivotante 20 constituent des moyens d'obturation temporaire de l'ouverture du cône de guidage 10. Sur cette figure 2 sont également représentés en partie cachés par la traverse 1, le dispositif de connexion 2, et une gaine 3 destinée à contenir, par exemple, des câbles électriques, dans le cas où la connexion concernée par l'ensemble de connexion selon l'invention est électrique. Bien entendu, la calandre 4 du véhicule possède une ouverture correspondant à l'ouverture du cône de guidage 10. L'extrémité 11 du cône de guidage 10 est fixée à la calandre au moyen d'un joint souple pour pouvoir tolérer les jeux résiduels pouvant exister entre la fixation du cône de guidage 10 sur le châssis de la voiture et les différentes déformations possibles de la carrosserie supportant la calandre 4. On distingue également sur cette figure 2, sur la surface externe du cône de guidage 10, en particulier sur le tronçon le plus large 12, une partie d'un téton de fixation 15. En fait, dans la réalisation envisagée de la pièce pivotante selon l'invention, celle-ci comporte deux bras 25, placés de part et d'autre du cône de guidage 10, parallèles entre eux. Ils supportent tous deux, à leur extrémité distale une pièce support 24, s'étendant globalement perpendiculairement aux bras 25 et supportent la plaque d'obturation 22. Cette pièce support 24 se prolonge par deux extrémités support 29 s'étendant perpendiculairement à elle pour éloigner très légèrement la plaque d'obturation 22 qu'elles supportent. Sur la surface externe du cône de guidage 10, et plus précisément sur son tronçon d'extrémité 12 de plus grand diamètre, se trouve au moins un téton de fixation 15 de forme déterminée. En fait, il est envisagé de placer au moins deux tétons de fixation 15 à l'extérieur de ce tronçon d'extrémité 12 du cône de guidage 10, de façon opposée l'un à l'autre, dans le cas où la pièce pivotante 20 possède une pièce support 24 en deux parties entourant le tronçon d'extrémité 12 du cône de guidage 10. En effet, sur la surface interne de chaque bras de la pièce support 24 se trouve une encoche de fixation, non représentée sur cette figure 2, de forme déterminée et correspondant à la forme externe des tétons de fixation 15. Dans la position à l'arrêt, dans laquelle la plaque d'obturation 22 est dégagée de l'ouverture du cône de guidage 10, ces encoches de fixation viennent chacune s'emboîter sur un téton de fixation 15 du cône de guidage 10. La figure 3 montre l'envers de l'ensemble décrit à la figure 2. On y retrouve donc la traverse 1 en dessous de laquelle se trouve le dispositif de connexion 2 et la gaine 3. On y distingue un moteur 9 entraînant le premier pignon 26A de petit diamètre, lui-même entraînant le deuxième pignon 26B. Par contre, sur cette figure 3, la pièce pivotante 20 est dans une position opposée à la position représentée à la figure 2. La position de la pièce pivotante 20 sur la figure 3 est la position dite «à l'arrêt» du véhicule, c'est-à-dire que la plaque d'obturation 22 est complètement dégagée de l'ouverture du cône de guidage 10. Dans le cas où la pièce pivotante 20 possède une pièce support 24 en deux parties entourant le cône de guidage 10, il est avantageux qu'elle se complète, du côté opposé à la plaque d'obturation 22 d'une entretoise semi-cylindrique 28 joignant ces deux bras de la pièce support 24. Dans ce cas, il est également avantageux que sur la face interne de cette entretoise 28, se trouve une encoche de fixation correspondant à un téton de fixation placé sur la surface externe du tronçon d'extrémité 12 du cône de guidage 10. La figure 4 montre un peu plus précisément ces détails. En effet, sur cette figure 4, la pièce pivotante 20 est dégagée par rapport au cône de guidage 10. Dans ce cas, les tétons de fixation 15 du cône de guidage 10 sont libérés. Les encoches de fixation 23, placées à l'intérieur de la pièce support 24, sont éloignées des tétons de fixation 15. Ces derniers et leurs encoches de fixation respectives constituent des moyens de solidarisation temporaire du cône de guidage 10. Ces tétons de fixation 15 sont décrits fixés sur le cône de guidage 10 et les encoches de fixation sur la pièce pivotante 20. On peut envisager l'inverse, les tétons de fixation étant fixés sur la pièce pivotante et les encoches de fixation sur le cône de guidage. La pièce pivotante 20 peut être montée directement sur le châssis du véhicule. Par contre, on peut envisager qu'elle soit montée pivotante sur le cône de guidage 10. Dans ce cas, le moteur 9 des moyens de transmission se trouvant fixé sur le châssis du véhicule, un élément de transmission souple doit être utilisé entre le moteur 9 des moyens de transmission et la pièce pivotante 20, et plus exactement sa crémaillère 27. Cet élément souple peut être soit le premier pignon 26A soit le deuxième pignon 26B qui puisse être constitué dans un matériau plus ou moins souple. Un autre élément de transmission souple peut être constitué par un arbre flexible entraîné par le moteur 9 et entraînant lui-même une vis sans fin ou un pignon. La crémaillère 27 peut également être cet élément souple. En effet, le cône de guidage étant solidaire de la calandre 4 par son extrémité 11, il sera sujet à des vibrations de celles-ci et à des éventuelles déformations de la carrosserie transmettant celles-ci à la calandre 4. Un jeu de fonctionnement ou de débattement est donc nécessaire, dans ce cas, entre la pièce pivotante et le moteur 29 placé sur le châssis du véhicule. On comprend facilement que, dans la position dite « de route », la pièce pivotante a ses bras 25 écartés par rapport au cône de guidage 10, la plaque d'obturation 22 étant en regard de l'ouverture de ce même cône de guidage 10. Celui-ci est donc obturé et n'est pas maintenu par les moyens de solidarisation constitués par les tétons de fixation 15 et les encoches de fixation 23 leur correspondant. Par contre, dans la position dite « à l'arrêt », la pièce pivotante 20 a une position opposée, ses bras 25 entourant le cône de guidage 10. Dans cette position, les encoches de fixation 23 de la pièce support 24 de la pièce pivotante 20 sont enclenchées dans leurs tétons de fixation 15 respectifs du cône de guidage 10. Ainsi, ce dernier est maintenu mécaniquement et présente une résistance globale plus importante que lorsque le véhicule roule. Cette résistance mécanique accrue permet au cône de guidage 10 de résister mécaniquement aux aléas de l'approche des deux éléments mâle et femelle de l'ensemble de connexion, l'ajustement des éléments mâle et femelle étant aléatoire et dépendant de la conduite du véhicule. Au contraire, dans la position dite « de route », le cône de guidage étant obturé, ce dernier n'est plus maintenu par les moyens de renforcement temporaires constitués par les tétons de fixation 15 et les encoches de fixation 23. Dans ce cas, le cône de guidage 10 présente une résistance mécanique amoindrie par rapport à la position dite «à l'arrêt» du véhicule, dans le but d'absorber au moins partiellement au moins un éventuel choc d'un piéton au niveau de la calandre du véhicule. REVENDICATIONS1. Partie femelle d'un ensemble de connexion mâle/femelle d'un véhicule possédant Lin châssis et une carrosserie, la partie femelle comportant : -un dispositif connecteur (2) solidaire du châssis et comportant une partie femelle, et -un cône de guidage (10) dont une petite extrémité de petit diamètre se trouve centrée sur le dispositif connecteur (2), en regard de la partie femelle, caractérisée en ce qu'elle comprend : -des moyens d'obturation temporaire de l'ouverture du cône de guidage (10) pour fermer l'ouverture de ce cône de guidage (10), lorsque le véhicule roule et ouvrir lorsque le véhicule est à l'arrêt, et -des moyens de renforcement temporaire de la structure du cône de guidage (10) opérationnels lorsque le véhicule est à l'arrêt. 2. Partie femelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'obturation temporaire et les moyens de renforcement temporaire sont réalisés par le cône de guidage (10) lui-même et une pièce pivotante (20) unique, montée pivotante à proximité de la petite extrémité du cône de guidage (10), cette pièce pivotante (1) possédant : -au moins un bras (15) ; -une plaque d'obturation (22), légèrement incurvée et placée à l'extrémité distale du au moins un bras (15) pour obturer l'ouverture du cône de guidage (10) dans une première position de pivotement de la pièce pivotante (20), cette plaque d'obturation ayant une position décalée par rapport au au moins un bras (15) ; -le au moins un bras (15) et le cône de guidage (10) possédant des moyens de solidarisation de forme complémentaire rentrant en contact dans une deuxième position de rotation de la pièce pivotante (20) dans laquelle la plaque d'obturation (22) est dégagée de l'ouverture du cône de guidage (10), les moyens de solidarisation temporaire immobilisant et maintenant les parois du cône de guidage (10),ces moyens de solidarisation étant placés au moins dans la région de plus grand diamètre du cône de guidage (10), -des moyens d'entraînement en rotation de la pièce pivotante (20), dont au moins un moteur (29) monté sur le châssis. 3. Partie femelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation de forme complémentaire sont constitués par des tétons de fixation (15) placés sur un premier élément parmi la paroi externe du cône de guidage (10) et le au moins un bras (25) de la pièce pivotante (20), et par des encoches de fixation 10 (23), de forme correspondante aux tétons de fixation (15) et montées sur un deuxième élément parmi la paroi externe du cône de guidage (10) et le au moins un bras (25) de la pièce pivotante (20). 4. Partie femelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pièce 15 pivotante (20) possédant deux bras (25), ces deux bras (25) sont placés de part et d'autre du cône de guidage (10) et l'entourent dans la position de renforcement du cône de guidage (10) qui est une position dite « à l'arrêt ». 5. Partie femelle selon la revendication 4, caractérisée en ce que la pièce 20 pivotante (20) possède une entretoise en forme de portion de demi-cône, d'une forme complémentaire à la surface externe du cône de guidage (10) et placée entre les deux bras (25) de la pièce pivotante (20) pour venir contre la surface externe du cône de guidage (10) dans la position de renforcement dite « à l'arrêt ». 25 6. Partie femelle selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la pièce pivotante 20 possède une pièce support (24) et deux extrémités support (29) et placée à l'extrémité distale de chaque bras (25), sensiblement perpendiculairement aux bras (25) pour éloigner la plaque d'obturation (22) par rapport à l'extrémité des bras (25).- 13 7. Partie femelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cône de guidage (10) est solidaire de la carrosserie du véhicule par son ouverture et au châssis par sa petite extrémité et grâce à la présence d'au moins un élément souple, une fente (14) étant pratiquée dans l'extrémité (11) du cône de guidage (10) près de l'ouverture pour permettre le passage de la plaque d'obturation (22). 8. Partie femelle selon la revendication 7, caractérisée en ce que la fente (14) présente une très légère inclinaison de l'ordre de un degré par rapport à la plaque d'obturation (22) pour obtenir progressivement une étanchéité, lors de l'obturation de l'ouverture du cône de guidage (10). 9. Partie femelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pièce pivotante (20) est montée sur le châssis du véhicule. 10. Partie femelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie pivotante (20) est montée sur le cône de guidage (10) avec au moins avec un élément souple de transmission entre un moteur (9) des moyens d'entraînement et la pièce pivotante (20).