Brevet FR3037449A1 — publié le 20161216

B14153 - DD16193 1 DISPOSITIF DÉVIDOIR DE CÂBLE ÉLECTRIQUE Domaine La présente description concerne de façon générale des systèmes de raccordement électrique. La présente description concerne plus particulièrement un dispositif de rangement ou dévidoir d'un câble électrique et s'applique plus particulièrement à un système de raccordement électrique de recharge d'une batterie de véhicule automobile ou similaire. Exposé de l'art antérieur La recharge de la ou des batteries d'un véhicule automobile s'effectue généralement en raccordant un chargeur de batterie contenu dans le véhicule à une source d'énergie électrique, par exemple un réseau de distribution d'électricité ou une installation photovoltaïque. Pour cela, un câble relie le chargeur à une station de recharge alimentée en électricité. Lorsque le câble n'est pas utilisé, c'est à dire qu'il ne raccorde aucun chargeur au réseau, il a besoin d'être rangé. Pour cela, on prévoit habituellement soit un enrouleur de câble, soit un coffre dans lequel le câble est mis en vrac ou lové à la main que ce soit côté véhicule ou côté station de recharge. Il existe un besoin d'amélioration des dispositifs de rangement de câble électrique, notamment pour des systèmes de 3037449 B14153 - DD16193 2 raccordement électrique appliqués à la recharge de véhicule électrique. Résumé Un mode de réalisation vise à pallier tout ou partie de 5 inconvénients des dispositifs actuels de rangement de câble électrique. Un mode de réalisation propose une solution particulièrement adaptée à une borne de recharge fixe. Un mode de réalisation propose un système particu10 lièrement adapté au rangement d'un câble de plusieurs mètres. Un mode de réalisation propose un système particulièrement simple d'emploi. Un mode de réalisation propose un système automatique ne requérant aucun apport d'énergie externe au système pour le 15 rangement du câble. Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dévidoir de câble électrique comportant : un tambour fixe en rotation, destiné à recevoir le câble ; et 20 un guide câble mobile en rotation autour de l'axe du tambour. Selon un mode de réalisation, le guide câble est à une position radiale supérieure au diamètre du tambour. Selon un mode de réalisation, le diamètre du tambour est 25 au moins 10 fois supérieur au diamètre du câble. Selon un mode de réalisation, le dévidoir comporte en outre un boîtier, des parois du boîtier entourant le tambour avec un écart choisi en fonction du diamètre du câble. Selon un mode de réalisation, le dévidoir comporte en 30 outre un ressort entraînant le guide câble en rotation pour rembobiner le câble, le ressort étant armé lors du dévidage du câble. Selon un mode de réalisation, la surface du tambour est conique, pointe à l'opposé du guide câble. 3037449 B14153 - DD16193 3 Selon un mode de réalisation, le guide câble est mobile en translation dans un mouvement de va et vient dans la direction de l'axe du tambour. Selon un mode de réalisation, le tambour est mobile en 5 translation axiale dans un mouvement de va et vient. Selon un mode de réalisation, le mouvement de va et vient arme un ressort lors d'un dévidage du câble. Selon un mode de réalisation, le câble est un câble de recharge de batterie d'un véhicule électrique. 10 Un mode de réalisation prévoit un système de raccordement électrique, comportant : un câble électrique ; et un dévidoir. Selon un mode de réalisation, le câble a une longueur 15 comprise entre environ 4 mètres et environ 9 mètres et une section comprise entre environ 0,5 cm2 et environ 1,5 cm2. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de 20 réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : les figures LA et 1B représentent, de façon très schématique, un mode de réalisation d'un système de raccordement électrique pour la charge de véhicule automobile et un tel 25 véhicule, respectivement câble déployé et câble rangé ; la figure 2 est une vue schématique et fonctionnelle d'un mode de réalisation d'un dispositif dévidoir du câble du système de raccordement électrique ; les figures aA et 3B sont des vues schématiques en 30 perspective illustrant partiellement le dispositif dévidoir respectivement câble déployé et câble enroulé ; et la figure 4 est une vue en perspective schématique d'un mode de réalisation d'un système de raccordement électrique dans un exemple d'environnement. 3037449 B14153 - DD16193 4 Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension des modes de 5 réalisation décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, la gestion de la recharge d'une batterie de véhicule n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les solutions usuelles. De plus, la réalisation du câble électrique lui-même n'a pas non plus été détaillée, les 10 modes de réalisation décrits étant là encore compatibles avec les câbles usuels. Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", 15 etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence à l'orientation des figures ou à un système de raccordement dans une position normale d'utilisation. Sauf 20 précision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près ou 100 près, de préférence à 5 % ou 50 près. La présente description fait référence à un exemple d'application au rangement d'un câble électrique destiné à la charge d'un véhicule électrique. Toutefois, les modes de réalisation qui vont être décrits s'appliquent plus généralement au rangement de tout câble électrique pour lequel des problèmes similaires se posent. Les modes de réalisation décrits s'appliquent, par exemple, à la réalisation d'un dispositif de rangement côté installation de fourniture d'énergie, c'est-à-dire côté station de recharge, que ce soit dans un espace public ou au domicile de l'utilisateur. Selon un autre exemple d'application, le dispositif de rangement de câble est côté véhicule. 3037449 B14153 - DD16193 5 Parmi les contraintes engendrées par l'application à la recharge d'un véhicule électrique on note : une grande longueur de câble, c'est-à-dire une longueur pouvant atteindre une dizaine de mètres, qui engendre un poids 5 non négligeable pour le câble, ce qui habituellement pose problème à l'utilisateur ; un souhait de recharge dite rapide, c'est-à-dire avec un courant de plusieurs dizaines d'ampères, requérant une section de conducteurs de plusieurs millimètres carrée (typiquement de 10 l'ordre de 6 =2), participant à accroitre le poids du câble ; un besoin de ranger le câble d'une façon telle qu'il ne s'emmêle pas afin de faciliter les utilisations ultérieures ; un besoin d'un système de faible encombrement. Les figures LA et 1B représentent, de façon très 15 schématique, un mode de réalisation d'un système de raccordement électrique pour la charge d'une batterie d'un véhicule automobile et un tel véhicule, respectivement câble déployé et câble rangé. Un véhicule électrique ou hybride 1 comporte une ou plusieurs batteries 12 destinées à fournir l'énergie nécessaire à 20 sa propulsion. Ces batteries 12 sont reliées à un ou plusieurs dispositifs 14 de gestion de charge et de commande (chargeur) destinés à contrôler la charge des batteries lorsqu'elles sont branchées à une installation 3 de fourniture d'électricité. L'installation 3 peut être une borne de recharge publique de type 25 station-service, une installation domestique (par exemple au domicile de l'utilisateur du véhicule), etc. Côté installation 3, on prévoit un système 5 de raccordement électrique de la source d'énergie au chargeur 14 du véhicule 1. Le système de raccordement 5 comporte un câble 30 électrique 6 et un dispositif 7 de rangement du câble. Une première extrémité (non visible aux figures lA et 1B) du câble est branchée, en pratique à demeure, à l'installation 3. Une seconde extrémité (libre) du câble 6 se termine par une fiche (ou prise) 62 de raccordement à une prise (ou fiche) 16 côté chargeur 14. 3037449 B14153 - DD16193 6 Lors d'une recharge du véhicule 1 (figure LA), le câble 6 est étiré et sorti, au moins partiellement, du dispositif 7. Entre deux recharges (figure 1B), le câble 6 est rangé dans le dispositif 7. 5 La figure 2 est une vue schématique et fonctionnelle d'un mode de réalisation du dispositif 7 de rangement du câble 6. Dans ce mode de réalisation, le dispositif 7 comporte : un boitier 72 destiné à protéger le mécanisme interne au dévidoir et dans lequel le câble 6 est intégralement logé 10 lorsqu'il est rangé ; un dévidoir 8, pourvu d'un tambour 82 fixe en rotation autour duquel le câble 6 est destiné à être enroulé pour être rangé ; un guide câble 84, mobile en rotation autour de l'axe 15 86 du tambour 82. Dans l'exemple de la figure 2, le guide câble 84 se présente sous la forme d'un élément tournant autour du tambour 82 à une distance radiale constante de l'axe 86 du tambour, et guidant le câble 6. Cet élément est par exemple un oeillet 842, porté par 20 l'extrémité libre d'une tige radiale 844 au sommet du tambour 82, la tige 844 étant mobile en rotation autour de l'axe 86. En supposant le câble 6 initialement enroulé, lorsque l'utilisateur tire sur l'extrémité libre du câble, par exemple sur la fiche 62 ou sur une poignée 63 portant la fiche 62 a son 25 extrémité, il entraîne le guide 84 en rotation au fur et à mesure que le câble se déroule du tambour 82. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la rotation du guide câble 84 facilite le débobinage et, en même temps, arme un ressort 88. Le rembobinage du câble 6 s'effectue sous l'action du 30 ressort 88 qui, en entraînant le guide câble 84 en rotation dans le sens inverse de sa rotation lors du dévidage, provoque l'enroulement du câble autour du tambour 82. Le rangement du câble peut être déclenché simplement par le fait que l'utilisateur relâche la traction sur le câble. De 35 préférence, on prévoit cependant un mécanisme anti-retour afin de 3037449 B14153 - DD16193 7 requérir une action de l'utilisateur pour déclencher le rembobinage par ressort. Un avantage qui ressort déjà de la description ci-dessus est qu'en prévoyant un tambour fixe, on évite le besoin de contacts 5 glissants ou tournants à l'extrémité fixe du câble (côté station de recharge). En effet, avec un tambour rotatif, le câble se vrille et finit par rompre si on ne prévoit pas de contacts tournants. Or, de tels contacts augmentent la complexité, les risques de défaillance et le coût. La défaillance des contacts 10 tournants peut engendrer des risques de sécurité, par exemple de déclenchement de feu si un contact de puissance devient trop résistif, ou encore d'électrisation d'un utilisateur s'il n'y a plus de connexion du contact de terre. Ici, le câble peut simplement ressortir du boîtier par le fond de celui-ci pour être 15 raccordé à l'installation de fourniture d'électricité. De préférence, le diamètre du tambour est toujours supérieur à dix fois le diamètre du câble pour limiter le vrillage du câble lors du débobinage. Par exemple, un diamètre de tambour de 20 cm donne lieu à une rotation du câble sur lui-même pour 20 environ 60 cm de longueur de débobinée si, lors de la traction de l'utilisateur, la rotation du câble n'est pas possible. De préférence, la poignée 63 est un fourreau libre en rotation par rapport au câble 6 et à la fiche 62. Cela permet de dévider le câble et de le rembobiner sans le vriller. 25 Le fonctionnement du dévidoir décrit ci-dessus s'apparente au fonctionnement d'un moulinet de pêche. Les figures aA et 3B sont des vues schématiques en perspective illustrant partiellement le dévidoir respectivement câble déployé et câble enroulé. 30 Dans l'exemple des figures aA et 3B, on suppose que le guide câble 842' est un orifice dans une paroi frontale 72' du boîtier 7 du dévidoir, le fond du tambour 82' étant porté par un fond 72" de ce boîtier. La paroi frontale 72' est en rotation autour de l'axe du tambour et cette rotation entraine donc l'orifice 842'. Aux figures aA et 3B, on a illustré un ressort 88 3037449 B14153 - DD16193 8 à la manière d'un ressort spirale s'armant par la rotation de la paroi frontale 72' du boîtier lors du dévidage du câble. Dans l'exemple des figures aA et 3B, le tambour 82' a une forme conique, pointe dirigée vers le fond 72" du boîtier, 5 afin que le câble se range naturellement au fond du dévidoir, spire contre spire. La pente du cône permet au câble de glisser vers le fond du dévidoir par sa masse et le ressort forçant l'enroulement évite que cet effet de masse n'entraîne le câble en direction du sol. 10 Dans un mode de réalisation préféré, le câble est enroulé, sans chevauchement, c'est-à-dire que la longueur du câble 6 est choisie en fonction du diamètre (le cas échéant variable pour un tambour conique) et de la longueur axiale du tambour. Dans ce cas, le boîtier 72 est de préférence dimensionné pour que 15 l'écart entre le tambour et une paroi interne du boîtier soit légèrement supérieure au diamètre du câble afin de garantir une absence de chevauchement des spires. De préférence, la surface du tambour 82, surtout dans une réalisation ou celui-ci est fixe, est lisse afin de minimiser 20 les frottements du câble 6. Comme cela a été exposé en relation avec la figure 2, lorsque l'utilisateur tire sur le câble 6, celui-ci se déroule en faisant tourner le guide d'entrainement 842'. Le ressort 88, fixé d'une part sur le tambour fixe (ou sur un support du tambour) et 25 d'autre part sur le guide câble, s'arme par le dévidage. Selon un autre mode de réalisation non représenté, le dévidoir est dépourvu de ressort de rembobinage. Dans ce cas, le rembobinage est effectué, par exemple, en faisant tourner le guide câble à l'aide d'une manivelle. 30 Selon encore un autre mode de réalisation on combine une manivelle de rembobinage manuel à un ressort d'assistance au rembobinage, soulageant l'utilisateur. En fonction de la force du ressort 88, on peut prévoir d'adjoindre au dévidoir un système de freinage lors du rembobinage 3037449 B14153 - DD16193 9 afin d'éviter un effet de fouet si l'utilisateur lâche brusquement le câble et/ou un système de blocage du câble dévidé. La position radiale de l'orifice 842' ou de l'oeillet 842 du guide câble est supérieure au diamètre du tambour afin de 5 faciliter le rembobinage. Dans une variante où le câble doit être enroulé avec des spires se chevauchant, on peut prévoir, pour faciliter l'enroulement du câble 6 et éviter que les spires ne s'accumulent sur une hauteur réduite du tambour 82, que le guide câble 84 et/ou 10 le tambour 82 soit mobile en translation axiale dans un mouvement de va et vient, entraîné, par exemple par le ressort 88 ou par un ressort distinct armé, lui aussi, lors du dévidage du câble. Selon un mode de réalisation particulier, le diamètre du tambour 82 ou 82' est compris entre environ 20 et environ 60 15 cm. Toujours à titre d'exemple particulier de réalisation, le câble a une longueur comprise entre environ 4 mètres et environ 9 mètres. La section du câble est comprise, par exemple, entre environ 0,5 cm2 et environ 1,5 cm2. La figure 4 est un vue en perspective schématique d'un 20 mode de réalisation d'un système 5 de raccordement électrique dans un exemple d'environnement. On suppose le cas d'une installation 3 de fourniture d'électricité de type station de recharge de batterie de véhicule automobile requérant un câble 6 de plusieurs mètres. L'extrémité 25 interne (non visible en figure 4) du câble 6 est raccordée à un dispositif 32 de gestion de l'alimentation électrique. Comme l'illustre la figure 4, le dispositif de rangement 7 est placé approximativement perpendiculairement au mur de l'installation 3, c'est-à-dire avec l'axe du tambour approximativement horizontal, 30 de préférence horizontal. L'orifice 842', servant de guide câble, ménagé dans la paroi frontale 72' du boîtier, fait face à un utilisateur U afin de permettre à ce dernier de saisir aisément la poignée 63. Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses 35 variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En 3037449 B14153 - DD16193 10 particulier, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation qui ont été décrits est à la portée de l'homme de métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. REVENDICATIONS1. Dévidoir (7) de câble électrique (6) comportant : un tambour (82, 82') fixe en rotation, destiné à recevoir le câble ; et un guide câble (84, 842') mobile en rotation autour de l'axe (86) du tambour. 2. Dévidoir selon la revendication 1, dans lequel le guide câble (84, 842') est à une position radiale supérieure au diamètre du tambour (82, 82'). 3. Dévidoir selon la revendication 1 ou 2, dans lequel 10 le diamètre du tambour (82, 82') est au moins 10 fois supérieur au diamètre du câble. 4. Dévidoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre un boîtier (7), des parois du boîtier entourant le tambour (82, 82') avec un écart choisi en fonction 15 du diamètre du câble (6). 5. Dévidoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant en outre un ressort (88) entraînant le guide câble (84, 842') en rotation pour rembobiner le câble, le ressort étant armé lors du dévidage du câble. 20 6. Dévidoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la surface du tambour (82') est conique, pointe à l'opposé du guide câble (842'). 7. Dévidoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le guide câble (84, 842') est mobile en 25 translation dans un mouvement de va et vient dans la direction de l'axe (86) du tambour (82, 82'). 8. Dévidoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le tambour (82, 82') est mobile en translation axiale dans un mouvement de va et vient. 30 9. Dévidoir selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le mouvement de va et vient arme un ressort lors d'un dévidage du câble. 3037449 B14153 - DD16193 12 10. Dévidoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le câble (6) est un câble de recharge de batterie d'un véhicule électrique. 11. Système (5) de raccordement électrique, comportant : 5 un câble électrique (6) ; et un dévidoir (7) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Système selon la revendication 11, dans lequel le câble (6) a une longueur comprise entre environ 4 mètres et environ 10 9 mètres et une section comprise entre environ 0,5 cm2 et environ 1,5 cm2.