Brevet FR3051983A1 — publié le 20171201

Connecteur de câble et procédé de montage de connecteurs de câble [1] L'invention concerne le domaine de connecteurs de câble. A titre d'exemple, le 5 connecteur selon l'invention est une prise de charge pour un véhicule électrique. [2] Comme représenté schématiquement sur la Fig. 1, les véhicules électriques 100 peuvent comprendre une embase de connecteur 200 sur laquelle peut être branchée une prise de charge 300 alimentée par une station de charge électrique 400, via un câble 500. Cette prise de charge 300 permet alors de charger une batterie se trouvant à bord du 10 véhicule. [3] Il existe à ce jour plusieurs types de câble électrique variant en particulier par leur diamètre. Dans le cas de l'exemple des prises de charge pris ici pour illustrer l'invention, les câbles et leur diamètre peuvent être différents selon la puissance de recharge utilisée, selon les pays, etc. Or, si le câble n'est pas efficacement maintenu dans le boîtier de la prise de 15 charge, des problèmes peuvent survenir tels qu'un risque d'électrocution de l'utilisateur, un risque de court-circuit, etc. [4] Afin d'adapter le boîtier d'une prise de charge aux différents diamètres de câble, il a été proposé des éléments de boîtier ayant des surfaces de serrage de câble sur chacun des éléments de boîtier. Ces surfaces de serrage sont plus ou moins distantes l'une de l'autre 20 une fois le boîtier fermé afin de laisser un passage plus ou moins grand pour le câble. Ainsi, à chaque diamètre de câble correspondent des éléments de boîtier différents. Les différents types d'éléments de boîtier constituent alors autant de références à fabriquer et à gérer. En outre, les différents types d'éléments de boîtier se ressemblant, il y a un risque qu'au montage une erreur soit commise en utilisant des éléments de boîtier qui ne sont pas 25 adaptés au diamètre du câble, avec pour conséquence les risques déjà mentionnés. [5] Une autre solution qui donne satisfaction mais qui rend plus compliquées les opérations de montage de la prise de charge a été proposée dans le document de brevet EP2781 396. [6] Un but de l'invention est de fournir au moins partiellement une solution à au moins 30 l'un des problèmes indiqués ci-dessus (grand nombre de références de pièces à fabriquer et gérer, risque d'erreur au montage, complexité du montage, etc.). [7] A cette fin, il est prévu un connecteur de câble électrique, par exemple une prise de charge, comportant un boîtier dans lequel sont logés au moins un contact et un élément de décharge de traction. Ce contact est relié électriquement à un câble électrique. L'élément de 35 décharge de traction comporte au moins une languette flexible avec une extrémité libre. 3051983 2 L'extrémité libre est au contact du câble (c'est-à-dire que la languette touche la gaine isolante du câble) lorsque le connecteur est monté et fermé. Lorsque le connecteur est monté et fermé, le câble s'étend entre le contact et une ouverture par laquelle le câble sort du connecteur. Si une traction est exercée sur une portion de câble extérieure au connecteur, la portion de câble située dans le connecteur entre cette ouverture et le contact, tend à s'extraire du connecteur selon la direction de cette traction. L'élément de décharge de traction retient le câble en s'opposant à la traction et la languette fait, au niveau de son extrémité libre, un angle aigu avec une direction de traction. L'extrémité opposée à l'extrémité libre, c'est-à-dire sa base, est par exemple venue de matière avec un élément, tel qu'une collerette, qui peut coopérer avec au moins deux logements pour bloquer respectivement la languette dans deux positions différentes. Ces logements peuvent être réalisés dans au moins un élément de boîtier ou dans un élément lui-même inséré dans le boîtier. Ces logements correspondent à des positions différentes dans lesquelles la languette peut être bloquée le long du câble. Ces positions sont chacune respectivement choisies en fonction du diamètre du câble. Par ailleurs, le connecteur comporte au moins une surface d'appui sur laquelle s'appuie, dans chacune des deux positions différentes, une portion de la languette distincte de son extrémité libre, lorsque le boîtier est fermé. La languette prend donc appui sur au moins trois points : sur le câble au niveau de son extrémité libre, dans un logement (directement ou par l'intermédiaire d'un élément tel qu'une collerette) et sur une surface qui maintient l'extrémité libre de la languette comprimée sur le câble lorsque celui-ci est soumis à une traction exercée vers l'extérieur du boîtier. Autrement dit, si une traction est exercée sur le câble, celui-ci entraine l'extrémité libre de la languette vers sa base. La languette flambe ou s'arc-boute et tend donc à fléchir, mais la surface d'appui mentionnée plus haut, bloque la languette. Le déplacement du câble peut ainsi être limité et rester avantageusement inférieur ou égal à 2mm, même avec une traction exercée sur le câble pouvant aller jusqu'à 500N, par exemple. [008] En fonction du diamètre du câble, l'extrémité libre de la languette est plus ou moins écartée de l'axe central longitudinal du câble, un ajustement de la position de la languette peut se faire grâce aux différents logements. Par ailleurs, la flexibilité de la languette (par exemple notamment au niveau de sa base) permet de plus ou moins écarter son extrémité libre de l'axe central longitudinal du câble, et de s'adapter ainsi à différents diamètres. Ainsi, avec une seule référence pour l'élément de décharge de câble (et un boîtier unique) il est possible de monter sur le connecteur, des câbles de différents diamètres tout en assurant une rétention efficace du câble dans le connecteur. Le positionnement de l'élément de 3051983 3 décharge de traction dans chacun des logements peut être aisé et permettre un montage simplifié du connecteur. [009] Le connecteur peut également comporter l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes considérées de manière indépendantes les unes des autres ou en combinaison 5 d'une ou plusieurs autres : [0olo] - l'élément de décharge de traction comporte une collerette à partir de laquelle la languette s'étend vers son extrémité libre, cette collerette étant logée et bloquée dans l'un des logements ; ainsi, et en particulier, si l'élément de décharge de traction comporte plusieurs languettes réparties uniformément autour du câble, la collerette qui peut être de 10 forme annulaire peut d'une part présenter une symétrie permettant une répartition uniforme des efforts exercés par les languettes et d'autre part s'appuyer uniformément sur le boîtier ; [0011] - la surface d'appui comprend une portion de la surface interne d'un tronc de cône dont l'axe de symétrie correspond essentiellement à l'axe longitudinal d'une portion du câble le traversant ; ainsi, plus le diamètre du câble est faible, plus l'élément de décharge de 15 traction est placé dans un logement proche de la partie la plus étroite du tronc de cône de manière à resserrer davantage les languettes sur le câble ; [0012] - chaque languette est formée par moulage d'une matière plastique en réalisant un galbe ; de ce fait, l'extrémité libre de la languette peut venir au contact du câble et s'arc-bouter sur la surface d'appui avec un plus grand angle, pour un blocage du câble plus 20 efficace ; [0013] - le connecteur comporte trois logements disposés successivement le long d'une direction parallèle à la direction longitudinale du câble, sur sa portion au droit de ces logements ; autrement dit, l'élément de décharge de traction est déplacé le long du câble pour s'adapter à trois diamètres de câble différents et prédéfinis ; 25 [0014] - l'extrémité libre de la languette comporte une dent, la forme de cette dent est adaptée pour à la fois serrer, voire « mordre », sans la déchirer, dans la gaine du câble ; [0015] - la languette s'arc-boute lorsqu'une traction est exercée sur une portion du câble extérieure au boîtier ; ainsi les efforts de traction sont transmis à la languette de manière à la solliciter en compression selon son axe longitudinal, c'est-à-dire selon une direction dans 30 laquelle sa dimension ne varie pas ou très peu lorsqu'elle est soumise à ce type de sollicitation. [0016] Selon un autre aspect, l'invention est un procédé de montage d'un connecteur de câble tel que celui mentionné ci-dessus. Selon ce procédé, - on fournit un boîtier dans lequel sont logés au moins un contact relié électriquement 35 à un câble électrique et un élément de décharge de traction, 3051983 4 - on place l'élément de décharge de traction dans une position choisie parmi au moins deux positions différentes, chaque position correspondant à un diamètre de câble différent, et - dans chaque position de l'élément de décharge de traction, une languette flexible vient au contact d'une portion de câble située dans le boîtier et la languette est bloquée par 5 une surface d'appui qui l'empêche de s'écarter du câble lorsqu'une traction est exercée entre le connecteur et une portion du câble située hors du boîtier. [0017] Pour chaque position de l'élément de décharge de traction, la languette peut interférer avec des éléments de détrompage correspondant à un diamètre de câble particulier, de manière à ne pas pouvoir placer l'élément de décharge de traction dans un logement qui 10 ne correspondrait pas au diamètre du câble monté dans le connecteur. [0018] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un véhicule électrique ou hybride rechargeable alimenté à l'aide d'une prise de charge ; 15 - la figure 2 représente schématiquement en perspective un exemple de connecteur électrique selon l'invention ; - les figures 3A et 3B représentent schématiquement en coupe un élément de décharge de traction, respectivement positionné dans deux logements distincts du boîtier du connecteur de la figure 2 (seulement une portion du boîtier est 20 représentée) ; - les figures 4A et 4B représentent schématiquement, respectivement vu de dessous et en élévation latérale, l'élément de décharge de traction représenté sur les figures 3A et 3B ; et - les figures 5A et 5B, représentent schématiquement l'interaction d'une languette 25 de l'élément de décharge de traction représenté sur les figures 4A et 4B, pour deux câbles de diamètres différents. [0019] Sur ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner des éléments identiques ou similaires. [0020] La figure 2 montre un premier mode de réalisation d'un connecteur de câble 30 électrique 300 selon l'invention. Ce premier mode de réalisation correspond à une prise de charge 300 telle que celle illustrée par la figure 1. [0021] Ce connecteur 300 comporte deux éléments de boîtier 310 s'étendant entre une face d'accouplement 312, destinée à être accouplée avec une embase de connecteur 200, et une sortie de câble 314. Les deux éléments de boîtier 310, dont un seul est visible sur la 35 figure 2, se présentent chacun sous la forme d'une demi-coque réalisée par moulage d'une 3051983 5 matière plastique électriquement isolante. Ces deux demi-coques sont assemblées et fixées par des vis 316. Le boîtier 310 forme donc une cavité dans laquelle peuvent être logés, des contacts, un élément de décharge de traction 318, l'extrémité d'un câble 500 avec différents fils électriquement conducteurs, des moyens de verrouillage du connecteur 300 sur son 5 embase 200, d'éventuels composants électroniques, etc. Dans ce connecteur, les contacts sont reliés chacun respectivement à un fil électriquement conducteur. Les fils électriquement conducteurs comprennent chacun un brin constitué d'un matériau électriquement conducteur, entouré d'une gaine constituée d'un matériau électriquement isolant. Les fils électriquement conducteurs sont rassemblés, dans une gaine elle-même constituée d'un matériau 10 électriquement isolant, pour former un câble unique 500. Cette gaine est par exemple constituée de TPE (Triethyl Phosphate) ou de TPE à retard de flamme (« TPE flame retardant » selon la terminologie anglo-saxonne). Ce matériau est relativement souple et deformable et permet à l'élément de décharge de traction 318 de « mordre » dans cette gaine pour un accrochement plus efficace. 15 [0022] Comme représenté sur les figures 3A et 3B, l'élément de décharge de traction 318 est placé de manière amovible dans le boîtier 310, vers la sortie de câble 314, au niveau d'une portion du câble 500 dans laquelle les fils sont regroupés dans une gaine isolante unique. [0023] L'élément de décharge de traction 318 peut occuper plusieurs positions. Par 20 exemple, l'élément de décharge de traction 318 comporte une collerette 320 qui peut être insérée dans des logements 322 formés (par exemple par moulage) sur la face interne 324 des deux demi-coquilles 326, 328 du boîtier 310. Dans l'exemple présenté ici, le boîtier 310 comporte trois logements 322 se succédant le long du câble 500. Chaque logement 322 peut recevoir le même élément de décharge de traction 318, mais chaque logement 322 25 correspond à une position de l'élément de décharge de traction 318 dédiée à un diamètre de câble différent. Par exemple, les trois logements 322 correspondent respectivement aux diamètres de câble suivants : 12±1mm, 14±1mm et 16±1mm. Plus le diamètre du câble est important, plus est proche de la sortie de câble 314, le logement 322 dans lequel est inséré l'élément de décharge de traction 318. Par exemple, sur la figure 3A, un câble de 12 mm est 30 monté dans le connecteur 300 et sur la figure 3B, un câble de 16 mm est monté dans le connecteur 300. Corrélativement, l'élément de décharge de traction 318 est déplacé du logement 322 situé le plus éloigné de la sortie de câble 314, dans le logement 322 le plus proche de la sortie de câble 314. [0024] Une surface d'appui 330, par exemple comprenant une portion essentiellement en tronc de cône, est également réalisée (par exemple par moulage) sur la face interne des 3051983 6 deux demi-coquilles 326, 328 du boîtier 310. L'axe central de symétrie S du tronc de cône correspond essentiellement à l'axe longitudinal de la portion du câble 500 qui le traverse. La portion en tronc de cône de la surface d'appui 330 est plus évasée vers la sortie de câble 314 que vers la face d'accouplement 312. La surface d'appui 330 peut également comprendre, 5 dans la poursuite de la portion la plus évasée du tronc de cône, une portion essentiellement cylindrique, correspondant notamment à une zone dans laquelle se situent les logements 322. Selon une variante non-représentée, la portion de tronc de cône et/ou la portion cylindrique peuvent être remplacées par une surface concave ou convexe de courbure appropriée. [0025] Comme représenté sur les figures 4A et 4B, l'élément de décharge de traction 318 10 comporte une collerette 320 et des languettes 332. Les languettes 332 sont représentées ici au nombre de quatre, mais elles pourraient être moins nombreuses (par exemple trois) ou plus nombreuses (six, huit, etc.). La collerette 320 a une forme annulaire. Les languettes 332 sont venues de matière avec la collerette 320. Par exemple, la collerette 320 et les languettes sont moulées en polyamide (PA), en polyamide chargé (par exemple en polyamide faible 15 charge du type PA66GF15), ou encore les languettes sont réalisées en bi-matière PA et TPE pour accentuer l'accroche d'une dent 338, placée à une extrémité libre 336 d'une languette 332, sur la gaine du câble 500. Les languettes 332 sont réparties uniformément, voire symétriquement, tout autour de la collerette 320. Les languettes 332 s'étendent longitudinalement entre une base 334 liée à la collerette 320 et une extrémité libre 336 munie 20 d'une dent 338. Les languettes 332, en coupe longitudinale, sont courbées, galbées, de manière à leur donner une forme leur permettant de s'arc-bouter lorsqu'elles sont soumises à une compression longitudinale, entre leur base 334 et leur extrémité libre 336. [0026] Lors du montage du connecteur 300, une extrémité du câble 500 est introduite dans l'élément de décharge de traction 318 en passant extrémité du câble 500 dans la collerette 25 320 puis entre les languettes 332. L'élément de décharge de traction 318 est ensuite positionné dans le boîtier 310. Les languettes 332 sont donc déjà plus ou moins écartées en fonction du diamètre du câble 500 utilisé, avant que l'élément de décharge de traction 318 ne soit introduit dans le boitier 310. Il est donc possible de prévoir des moyens de détrompage qui empêchent de positionner la collerette 320 dans un logement 322 qui ne correspond pas 30 au diamètre du câble 500 utilisé. [0027] Lorsque l'élément de décharge de traction 318 est correctement positionné dans le boîtier 310 en plaçant la collerette 320 dans le logement correspondant au diamètre du câble 500 utilisé, les languettes 332 viennent en appui sur la surface d'appui 330 et les dents « mordent » dans la gaine. Les languettes 332 sont déjà sous contrainte. 3051983 7 [0028] L'élément de décharge de traction 318 retient le câble 500 en s'opposant à la traction et la languette 332 fait, au niveau de son extrémité libre 336, un angle a aigu avec une direction de traction T (voir figure 5A). [0029] Ainsi, si une traction est exercée sur le câble 500 dans la direction de traction T, les 5 languettes 332 vont s'arc-bouter sur la surface d'appui 330 et les dents 338 vont serrer le câble 500 encore plus fort. Plus la force de traction sera élevée, plus le dispositif de décharge de traction 318 serrera le câble 500. Le déplacement du câble 500 peut ainsi être limité de manière très efficace. Ceci est illustré par les figures 5A et 5B. En effet, si avant traction les dents 338 s'appuient sur le câble 500 dont le rayon est Al et que les dents 338 sont à une 10 distance B1 de la collerette 320 (qui a une position fixe dans le connecteur 300), après traction, les dents 338 vont s'enfoncer dans la gaine du câble 500 et leur distance par rapport à l'axe longitudinal du câble 500 est A2, tandis que leur distance B1 de la collerette 320 n'aura été réduite que jusqu'à B2, mais la différence entre B1 et B2, qui représente le déplacement du câble dans le connecteur 300 peut être extrêmement limitée (par exemple 15 moins de 2mm). REVENDICATIONS1. Connecteur de câble électrique comportant un boîtier (310) dans lequel sont logés au moins un contact relié électriquement à un câble électrique (500), et un élément de décharge de traction (318), ce connecteur étant caractérisé - par le fait que l'élément de décharge de traction (318) comporte au moins une languette (332) flexible avec une extrémité libre (336) au contact du câble (500), - par le fait qu'il comporte au moins deux logements (322) pour bloquer la languette (332) dans deux positions différentes, et - par le fait qu'il comporte au moins une surface d'appui (330) sur laquelle s'appuie, dans chacune des deux positions différentes, une portion de la languette (332) distincte de son extrémité libre, lorsque le boîtier (310) est fermé. 2. Connecteur selon la revendication 1, dans lequel l'élément de décharge de traction (318) comporte une collerette (320) à partir de laquelle la languette (332) s'étend vers son extrémité libre (336), cette collerette (320) étant logée et bloquée dans l'un des logements (322). 3. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la surface d'appui (330) comprend une portion de la surface interne d'un tronc de cône dont l'axe de symétrie (S) correspond essentiellement à l'axe longitudinal d'une portion du câble (500) le traversant. 4. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, comportant plusieurs languettes (332) réparties uniformément autour du câble (500). 5. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque languette (332) est formée par moulage d'une matière plastique en réalisant un galbe. 6. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, comportant trois logements (322) disposés successivement le long d'une direction parallèle à la direction longitudinale du câble(500) sur sa portion au droit de ces logements (322). 3051983 9 7. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité libre (336) de la languette (332) comporte une dent (338). 5 8. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la languette (332) s'arc-boute lorsqu'une traction est exercée sur une portion du câble (500) extérieure au boîtier (310). 9. Procédé de montage d'un connecteur de câble dans lequel 10 on fournit un boîtier (310) dans lequel sont logés au moins un contact relié électriquement à un câble électrique (500) et un élément de décharge de traction (318), et on place l'élément de décharge de traction (318) dans une position choisie parmi au moins deux positions différentes, chaque position correspondant à un 15 diamètre de câble (500) différent, caractérisé par le fait que, dans chaque position de l'élément de décharge de traction (318), une languette (332) flexible vient au contact d'une portion de câble (500) située dans le boîtier (310) et que la languette (332) est bloquée par une surface d'appui (330) qui l'empêche de s'écarter du câble (500) lorsqu'une traction 20 est exercée entre le connecteur (300) et une portion du câble (500) située hors du boîtier (310). 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel dans chaque position de l'élément de décharge de traction (318) la languette (332) interfère avec des éléments de 25 détrompage correspondant à un diamètre de câble (500) particulier.