Brevet FR3095900A1 — publié le 20201113

Description Titre de l'invention : Connecteur électrique et installation électrique comprenant un tel connecteur. [0001] L'invention est relative au domaine de la distribution électrique, en particulier dans les aéronefs. Un aéronef comporte un ensemble de générateurs électriques prévus pour alimenter différents systèmes de l'aéronef selon un ensemble de tensions. Les liaisons électriques entre les générateurs et les systèmes alimentés par ces générateurs comprennent parfois des connecteurs permettant de raccorder entre elles plusieurs parties desdites liaisons. Lors d'opérations de maintenance de l'aéronef, des opérateurs de maintenance peuvent être amenés à débrancher ces différentes parties des liaisons électriques au niveau des connecteurs. Compte tenu des niveaux de tension électrique utilisés actuellement dans les aéronefs, il n'existe généralement pas de danger pour les opérateurs de maintenance de l'aéronef s'ils viennent à toucher les contacts des connecteurs sans avoir interrompu au préalable l'alimentation électrique desdites liaisons électriques. Toutefois, à l'avenir, des niveaux de tension plus élevés sont envisagés (par exemple une alimentation en courant continu OV, +540V). 11 pourrait alors exister un danger pour les opérateurs de maintenance s'ils venaient à toucher les contacts des connecteurs sans avoir au préalable interrompu l'alimentation électrique des liaisons électriques considérées. De plus, la présence de tels niveaux de tension sur les contacts des connecteurs électriques pourrait être source d'arcs électriques soit entre plusieurs contacts des connecteurs, soit entre un contact d'un connecteur et la structure de l'aéronef. Exposé de l'invention 100021 La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution à ce problème. Elle concerne un connecteur électrique comprenant deux contacts électriques. Ce connecteur est remarquable en ce qu'il comprend un élément conducteur relié électriquement à un premier des deux contacts électriques et conformé de telle façon que : - lorsque le connecteur électrique n'est pas raccordé à un connecteur électrique complémentaire, l'élément conducteur occupe une première position dans laquelle il relie électriquement le premier contact électrique et le deuxième contact électrique ; et - lorsque le connecteur électrique est raccordé à un connecteur électrique complémentaire, l'élément conducteur occupe une deuxième position dans laquelle il ne relie pas électriquement le premier contact électrique et le deuxième contact électrique. 100031 Ainsi, lorsque le connecteur électrique n'est pas raccordé à un connecteur électrique complémentaire, ses deux contacts sont reliés entre eux par l'élément conducteur. Par conséquent, si ces deux contacts sont raccordés respectivement à deux polarités d'une 2 source électrique, ces deux polarités sont alors court-circuitées entre elles au niveau dudit connecteur. Si un opérateur de maintenance oublie d'arrêter la source électrique avant de débrancher ledit connecteur du connecteur complémentaire, le fait de court-circuiter les deux polarités a pour effet de déclencher une protection de la source électrique contre les surintensités et par conséquent d'interrompre l'alimentation électrique dudit connecteur. Cela permet de garantir la sécurité de l'opérateur de maintenance. Cela permet en outre de protéger les contacts du connecteur contre un risque d'arc électrique, puisque ses contacts ne sont plus alimentés électriquement lorsque le connecteur n'est pas raccordé à un connecteur complémentaire. Lorsque le connecteur est raccordé à un connecteur complémentaire, l'élément conducteur ne relie pas entre eux ses deux contacts et par conséquent le connecteur assure normalement sa fonction de connecteur. [0004] Selon différents modes de réalisation pouvant être pris isolément ou en combinaison : - les deux contacts électriques sont disposés de façon concentrique l'un par rapport à l'autre ; - le premier contact est disposé à l'intérieur du deuxième contact ou bien le deuxième contact est disposé à l'intérieur du premier contact ; - le connecteur correspond à un connecteur mâle ou bien à un connecteur femelle ; - l'élément conducteur comprend au moins une languette métallique solidaire du premier contact et conformée pour entrer en contact électrique avec le deuxième contact lorsque le connecteur électrique n'est pas raccordé à un connecteur électrique complémentaire ; - le connecteur comprend en outre un ensemble de contacts prévus pour des liaisons de communication de données. [0005] L'invention est également relative à une installation de distribution électrique comprenant une source électrique et un câble de distribution électrique dont une première extrémité est reliée à la source électrique via un disjoncteur. Cette installation est remarquable en ce qu'une deuxième extrémité du câble de distribution électrique est pourvue d'un connecteur tel que précité. [0006] Dans un mode de réalisation, la source électrique est de type à courant continu et le connecteur est raccordé à la deuxième extrémité du câble de telle façon que le contact disposé à l'intérieur de l'autre contact est relié à la polarité positive de la source électrique. [0007] Dans un autre mode de réalisation, la source électrique est de type à courant alternatif et le connecteur est raccordé à la deuxième extrémité du câble de telle façon que le contact disposé à l'intérieur de l'autre contact est relié à une phase de la source électrique et ledit autre contact est relié à un neutre de la source électrique. [0008] L'invention est également relative à un aéronef comprenant une telle installation de 3 distribution électrique. Description des modes de réalisation [0009] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures annexées. [fie.lA]La figure lA est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un premier mode de réalisation de l'invention. [fie.1B1La figure 1B est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un premier mode de réalisation de l'invention. [fie.1C1La figure 1C est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un premier mode de réalisation de l'invention. [fig.1D]La figure ID est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un premier mode de réalisation dc l'invention. [fig.2A]La figure 2A est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un deuxième mode dc réalisation de l'invention. [fig.213[La figure 2B est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un deuxième mode dc réalisation de l'invention. [fig.2C[La figure 2C est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un deuxième mode dc réalisation de l'invention. [fig.2D]La figure 2D est une vue en coupe longitudinale d'un connecteur male et d'un connecteur femelle conformes à un deuxième mode dc réalisation de l'invention. [fig.3[La figure 3 illustre de façon schématique une installation de distribution électrique conforme à un mode de réalisation dc l'invention. [fig.4[La figure 4 illustre un connecteur conforme à un mode de réalisation dc l' invention. [fig.5[La figure 5 illustre un aéronef équipé d'une installation électrique conforme à un mode de réalisation de l'invention. [0010] Le connecteur mâle 10 et le connecteur femelle 30 complémentaire représentés sur les figures 1 A à ID sont de type connecteurs concentriques. Chaque connecteur comporte deux contacts électriques placés l'un autour dc l'autre. Le connecteur mâle 10 comporte ainsi un premier contact 12 placé autour d'un deuxième contact 14. Dc façon avantageuse, il comporte un isolant électrique 16 placé entre les deux contacts électriques et maintenant ces contacts en position l'un par rapport à l'autre. De façon similaire, le connecteur femelle 30 comporte un premier contact 32 placé autour d'un deuxième contact 34. De façon avantageuse, il comporte un isolant électrique 36 placé entre les deux contacts électriques. Le connecteur mâle 10 comprend en outre un élément électriquement conducteur 20, relié électriquement au premier contact 12 et solidaire dudit premier contact 12. L'élément conducteur 20 correspond par exemple à au moins une languette métallique souple faisant ressort et conformée de telle façon que lorsque le connecteur mâle 10 et le connecteur complémentaire femelle 30 ne sont pas raccordés (ou accouplés), comme représenté sur la figure 1D, l'élément conducteur 20 occupe une première position dans laquelle il relie électriquement le premier contact électrique 12 et le deuxième contact électrique 14. Cette languette métallique souple est en outre conformée de telle façon que lorsque le connecteur mâle 10 et le connecteur complémentaire femelle 30 sont raccordés, comme représenté sur la figure 1A, elle occupe une deuxième position dans laquelle elle ne relie pas électriquement le premier contact 12 et le deuxième contact 14. Dans la deuxième position, la languette métallique 20 est déformée par rapport à la première position du fait de l'accouplement des deux connecteurs 10 et 30 : la languette métallique 20 est ainsi plaquée contre le premier contact 12 du connecteur mâle 10 du fait de l'appui de l'isolant 36 du connecteur femelle 30 sur ladite languette. Lorsque le connecteur mâle 10 et le connecteur femelle 30 complémentaire sont raccordés, comme représenté sur la figure 1A, le premier contact électrique 12 du connecteur mâle est relié au premier contact électrique 32 du connecteur femelle et le deuxième contact électrique 14 du connecteur mâle est relié au deuxième contact électrique 34 du connecteur femelle. L'élément conducteur 20 étant dans la deuxième position, il ne fait pas contact entre le premier contact électrique et le deuxième contact électrique. Par conséquent, les connecteurs 10 et 30 assurent une fonction usuelle de connecteurs entre des câbles électriques auxquels ils sont respectivement connectés. Bien que non obligatoirement, les câbles électriques peuvent être avantageusement de type concentrique ou coaxial. Dans un tel cas, un conducteur électrique extérieur d'un câble est relié au premier contact électrique (situé le plus à l'extérieur) du connecteur 10 ou 30 considéré et un conducteur électrique intérieur du câble est relié au deuxième contact électrique (situé à l'intérieur du premier contact électrique) dudit connecteur. [0011] L'élément conducteur 20 n'est pas limité à une seule languette métallique telle que précité. Selon différentes alternatives, il peut comprendre des nombres plus élevés (par exemple 2, 3, 4...) de languettes métalliques réparties sur une face du premier contact 12 en regard du deuxième contact 14. Dans l'exemple illustré par les figures, l'élément conducteur 20 comprend deux languettes métalliques similaires. [0012] Les figures 1B et 1C correspondent à des positions relatives des connecteurs 10 et 30 dans lesquelles ceux-ci sont partiellement raccordés. Ces positions sont intermédiaires entre celles représentées sur les figures 1A et ID. Dans la position représentée sur la figure 1B, les deux connecteurs sont suffisamment engagés l'un dans l'autre pour que l'élément conducteur 20 soit dans la deuxième position (ou dans une position proche de la deuxième position) de façon à ne pas relier électriquement le premier contact 12 et le deuxième contact 14. Dans la position représentée sur la figure 1C, les deux connecteurs sont moins engagés l'un dans l'autre que dans la position représentée sur la figure 1B, de telle façon que l'élément conducteur 20 est dans la première position et relie électriquement le premier contact 12 et le deuxième contact 14. Lorsque les deux connecteurs 10 et 30 sont raccordés entre eux comme représenté sur la figure lA et qu'un opérateur de maintenance souhaite déconnecter ces deux connecteurs, ceux-ci vont prendre successivement des positions relatives correspondant à celles représentées sur la figure 1B, puis sur la figure 1C, puis sur la figure 1D. Lors de la déconnexion des deux connecteurs 10 et 30, l'élément conducteur 20 va passer de sa deuxième position (figures lA et 1B) à sa première position (figures 1C et 1D). Ainsi, avant même que les deux connecteurs soient complètement déconnectés (comme représenté sur la figure 1C), l'élément conducteur 20 relie électriquement le premier contact électrique 12 et le deuxième contact électrique 14. Si l'opérateur de maintenance a oublié de consigner ou d'arrêter une source électrique 40, comme représenté sur la figure 3, ladite source électrique alimentant un câble électrique 50 auquel est relié le connecteur 10, il en résulte que deux polarités de ladite source correspondant respectivement au premier contact 12 et au deuxième contact 14 sont alors court-circuitées. Cela a pour effet de déclencher un disjoncteur 42 (ou un autre type de protection contre les surintensités) placé entre la source électrique 40 et le câble électrique 50 auquel est relié le connecteur 10. Il en résulte que l'opérateur de maintenance peut toucher sans danger les contacts électriques du connecteur 10. De plus, ces contacts électriques n'étant alors pas alimentés électriquement, il n'existe pas de risque d'arc électrique, que ce soit entre ces contacts ou entre l'un des contacts et un élément structurel de l'environnement. [0013] Dans un autre mode de réalisation représenté sur les figures 2A à 2D respectivement similaires aux figures 1A à ID, l'élément électriquement conducteur 20 est placé sur le connecteur femelle 30. Cet élément conducteur est alors relié au premier contact 32 du connecteur femelle 30 et solidaire dudit premier contact 32. L'élément conducteur 20 correspond par exemple à au moins une languette métallique souple faisant ressort et conformée de telle façon que lorsque le connecteur mâle 10 et le connecteur complémentaire femelle 30 ne sont pas raccordés (ou accouplés), comme représenté sur la figure 2D, l'élément conducteur 20 occupe une première position dans laquelle il relie électriquement le premier contact électrique 32 et le deuxième contact électrique 34. Pour cela, l'isolant 36 du connecteur femelle 30 comporte au moins une fenêtre 37 permettant le contact électrique de l'élément conducteur 20 avec le deuxième contact 34. Cette languette métallique souple est en outre conformée de telle façon que lorsque le connecteur mâle 10 et le connecteur complémentaire femelle 30 sont raccordés, comme représenté sur la figure 2A, elle occupe une deuxième position dans laquelle elle ne relie pas électriquement le premier contact 32 et le deuxième contact 34. Dans 6 la deuxième position, la languette métallique 20 est déformée par rapport à la première position du fait de l'accouplement des deux connecteurs 10 et 30 : la languette métallique 20 est ainsi plaquée contre le premier contact 32 du connecteur mâle 10 du fait de l'appui du premier contact 12 du connecteur femelle 30 sur ladite languette. Lorsque le connecteur mâle 10 et le connecteur femelle 30 complémentaire sont raccordés, comme représenté sur la figure 2A, le premier contact électrique 12 du connecteur mâle est relié au premier contact électrique 32 du connecteur femelle et le deuxième contact électrique 14 du connecteur mâle est relié au deuxième contact électrique 34 du connecteur femelle. L'élément conducteur 20 étant dans la deuxième position, il ne fait pas contact entre le premier contact électrique et le deuxième contact électrique. Par conséquent, les connecteurs 10 et 30 assurent une fonction usuelle de connecteurs entre des câbles électriques auxquels ils sont respectivement connectés. [0014] L'élément conducteur 20 n'est pas limité à une seule languette métallique telle que précité. Selon différentes alternatives, il peut comprendre des nombres plus élevés (par exemple 2, 3, 4...) de languettes métalliques réparties sur une face du premier contact 32 en regard du deuxième contact 34. Dans l'exemple illustré par les figures, l'élément conducteur 20 comprend deux languettes métalliques similaires. [0015] Les figures 2B et 2C correspondent à des positions relatives des connecteurs 10 et 30 dans lesquelles ceux-ci sont partiellement raccordés. Ces positions sont intermédiaires entre celles représentées sur les figures 2A et 2D. Dans la position représentée sur la figure 2B, les deux connecteurs sont suffisamment engagés l'un dans l'autre pour que l'élément conducteur 20 soit dans la deuxième position (ou dans une position proche de la deuxième position) de façon à ne pas relier électriquement le premier contact 32 et le deuxième contact 34. Dans la position représentée sur la figure 2C, les deux connecteurs sont moins engagés l'un dans l'autre que dans la position représentée sur la figure 2B, de telle façon que l'élément conducteur 20 est dans la première position et relie électriquement le premier contact 32 et le deuxième contact 34. Lorsque les deux connecteurs 10 et 30 sont raccordés entre eux comme représenté sur la figure 2A et qu'un opérateur de maintenance souhaite déconnecter ces deux connecteurs, ceux-ci vont prendre successivement des positions relatives correspondant à celles représentées sur la figure 2B, puis sur la figure 2C, puis sur la figure 2D. Lors de la déconnexion des deux connecteurs 10 et 30, l'élément conducteur 20 va passer de sa deuxième position (figures 2A et 2B) à sa première position (figures 2C et 2D) Ainsi, avant même que les deux connecteurs soient complètement déconnectés (comme représenté sur la figure 2C), l'élément conducteur 20 relie électriquement le premier contact électrique 32 et le deuxième contact électrique 34. Si l'opérateur de maintenance a oublié d'arrêter une source électrique alimentant un câble électrique auquel est relié le connecteur 30, il en résulte que deux polarités de ladite source correspondant respec- 7 tivement au premier contact 32 et au deuxième contact 34 sont alors court-circuitées. Cela a pour effet de déclencher un disjoncteur (ou un autre type de protection contre les surintensités) placé entre la source électrique et le câble électrique auquel est relié le connecteur 30. Tl en résulte que l'opérateur de maintenance peut toucher sans danger les contacts électriques du connecteur 30. De plus, ces contacts électriques n'étant alors pas alimentés électriquement, il n'existe pas de risque d'arc électrique, que ce soit entre ces contacts ou entre l'un des contacts et un élément structurel de l'environnement. [0016] Dans un mode avantageux de réalisation, les contacts électriques des connecteurs 10 et 30 sont de forme cylindrique, par exemple de section circulaire, carrée ou rectangulaire. [0017] Dans un mode particulier de réalisation représenté sur la figure 4, le connecteur électrique 10 comprend au moins un ensemble d'au moins deux contacts électriques 12, 14 prévus pour raccorder un câble de distribution électrique. Le connecteur 10 comprend en outre au moins un ensemble 18 de contacts prévus pour des liaisons de communication de données. Dans l'exemple illustré sur la figure, le connecteur 10 comprend quatre ensembles de deux contacts électriques 12, 14 prévus pour raccorder des câbles de distribution électrique. Ces ensembles de deux contacts électriques sont similaire à ceux représentés sur les figures 1 A à 1D ou 2A à 2D. De façon avantageuse, lors de l'utilisation du connecteur 10, pour chaque ensemble de deux contacts électriques 12, 14, la polarité positive (ou négative) est placée au centre (contact 14) et le contact électrique extérieur (contact 12) correspond au 0 Volt. Dans le cas où la tension 0 Volt est commune à l'ensemble des liaisons électriques passant par le connecteur 10, les contacts électriques extérieurs 12 du connecteur 10 sont tous au même potentiel. Ce potentiel 0 Volt est avantageusement relié à une masse électrique (mise à la terre dans une installation d'un bâtiment, structure (l'un véhicule, etc.). Les liaisons de communication de données passant par les contacts 18 sont ainsi protégées de perturbations électromagnétiques pouvant résulter des liaisons électriques. Cela permet de réduire les distances entre d'une part les ensembles de contacts 12, 14 prévus pour les liaisons de distribution électrique et d'autre part les ensembles 18 de contacts prévus pour des liaisons de communication de données, de façon à permettre la réalisation d'un connecteur 10 de taille réduite. [0018] Dans les exemples précités illustrés par les figures, l'élément électriquement conducteur 20 est relié au premier contact électrique 12 ou 32 placé à l'extérieur par rapport au deuxième contact électrique respectivement 14 ou 34. Cela n'est pas limitatif de l'invention. En effet, dans d'autres modes de réalisation, l'élément électriquement conducteur 20 peut être relié à un premier contact électrique 14 ou 34 placé à l'intérieur par rapport à un deuxième contact électrique respectivement 12 ou 32. 8 [0019] Sans sortir du cadre de l'invention, il est également possible de raccorder entre eux un connecteur mâle 10 pourvu d'un élément électriquement conducteur (comme représenté sur les figures 1A à 1D) avec un connecteur femelle 30 également pourvu d'un élément électriquement conducteur (comme représenté sur les figures 2A à 2D). [0020] L'invention n'est également pas limitée à un connecteur comprenant deux contacts électriques disposés de façon concentrique l'un par rapport à l'autre. Sans sortir du cadre de l'invention, les deux contacts électriques peuvent par exemple être disposés en regard l'un de l'autre. [0021] Les connecteurs tels que précités sont en particulier bien adaptés à la réalisation d'une installation de distribution électrique d'un véhicule, en particulier d'un aéronef Comme illustré sur les figures 3 et 5, une source électrique 40 (ou un ensemble de sources de distribution électrique) peut être installée dans une baie avionique 2 d'un aéronef 1, à proximité du cockpit 3 de l'aéronef. La source électrique 40 est par exemple un convertisseur de tension alimenté par un générateur de l'aéronef et fournissant en sortie une tension continue. Un dispositif de protection contre les surintensités, par exemple un disjoncteur 42, est également installé dans la baie avionique, à proximité de la source électrique 40. L'installation de distribution électrique permet d'alimenter différentes charges électriques placées dans l'aéronef, par exemple dans le fuselage, au moyen de liaisons électriques, par exemple des câbles 50, dont différents tronçons peuvent être raccordés par des connecteurs tels que précité. Cela permet la protection d'opérateurs de maintenance lors de déconnexions desdits connecteurs si un opérateur de maintenance oublie d'arrêter une source électrique. Cela évite également tout risque d'arc électrique entre un contact électrique d'un connecteur et une structure de l'aéronef 9 REVENDICATIONS[Revendication 1] Connecteur électrique (10) comprenant deux contacts électriques (12, 14), caractérisé en ce qu'il comprend un élément conducteur (20) relié électriquement à un premier (12) des deux contacts électriques et conformé de telle façon que : - lorsque le connecteur électrique n'est pas raccordé à un connecteur électrique complémentaire (30), l'élément conducteur occupe une première position dans laquelle il relie électriquement le premier contact électrique (12) et le deuxième contact électrique (14) ; et - lorsque le connecteur électrique est raccordé à un connecteur électrique complémentaire (30), l'élément conducteur occupe une deuxième position dans laquelle il ne relie pas électriquement le premier contact électiique (12) et le deuxième contact électrique (14). [Revendication 2] Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux contacts électriques (12, 14) sont disposés de façon concentrique l'un par rapport à l'autre. [Revendication 3] Connecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier contact (12) est disposé à l'intérieur du deuxième contact (14). [Revendication 4] Connecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième contact est disposé à l'intérieur du premier contact. [Revendication 5] Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il correspond à un connecteur mâle (10). [Revendication 6] Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractélisé en ce qu'il correspond à un connecteur femelle. [Revendication 7] Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que l'élément conducteur (20) comprend au moins une languette métallique solidaire du premier contact (12) et conformée pour entrer en contact électrique avec le deuxième contact (14) lorsque le connecteur électrique (10) n'est pas raccordé à un connecteur électrique complémentaire (30). [Revendication 8] Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il comprend en outre un ensemble de contacts (18) prévus pour des liaisons de communication de données. [Revendication 9] Installation de distribution électrique (41) comprenant une source électrique (40) et un câble de distribution électrique (50) dont une première extrémité est reliée à la source électrique via un disjoncteur 10 [Revendication 10] (42), caractérisé en ce qu'une deuxième extrémité du câble de distribution électrique est pourvue d'un connecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 11] Installation de distribution électrique selon la revendication 9, caractérisée en ce que la source électrique est de type à courant continu et le connecteur est raccordé à la deuxième extrémité du câble de telle façon que le contact disposé à l'intérieur de l'autre contact est relié à la polarité positive de la source électrique. [Revendication 12] Installation de distribution électrique selon la revendication 9, caractérisée en ce que la source électrique est de type à courant alternatif et le connecteur est raccordé à la deuxième extrémité du câble de telle façon que le contact disposé à l'intérieur de l'autre contact est relié à une phase de la source électrique et ledit autre contact est relié à un neutre de la source électrique. Véhicule, en particulier un aéronef (1), caractérisé en ce qu'il comprend une installation de distribution électrique (41) selon l'une des revendications 9 à 11.