Brevet FR3114923A1 — publié le 20220408

Dispositif électrique de raccordement équipotentiel comportant : — un connecteur (1) qui comprend : un premier élément de connectique électrique (2) ; au moins une patte élastique (4) ; — un socle (9) qui comprend : une surface de contact (12) ; un deuxième élément de connectique électrique (20) ; au moins un logement (14) adapté à coopérer avec ladite au moins une patte élastique (4) ; une piste de déconnexion (17) adjacente au logement (14) et s’étendant sensiblement parallèlement à la direction d’insertion (21). Le connecteur (1) est mobile en rotation par rapport au socle (9), autour de la direction d’insertion (21), entre : une position stable de verrouillage dans laquelle la patte élastique (4) est engagée dans le logement (14) ; une position de déverrouillage dans laquelle la patte élastique (4) est élastiquement déformée et est disposée sur la piste de déconnexion (17). Figure pour l’abrégé : Fig.4 Dispositif électrique de raccordement équipotentiel L’invention concerne le domaine de la connectique électrique et vise plus particulièrement les dispositifs permettant la liaison équipotentielle des équipements utilisés notamment dans l’aéronautique. Les dispositifs de raccordement équipotentiel (« bonding devices », en anglais) sont des dispositifs courants dans les installations électriques, ayant pour fonction de connecter un équipement électrique à un potentiel de référence. Cette opération peut être également dénommée couramment « mise à la masse ». Les opérations de raccordement équipotentiel sont primordiales pour obtenir une répartition sure des charges et intensités sur les différents éléments métalliques d’une structure. Dans l’aéronautique, par exemple, la plupart des faisceaux de câbles électriques et des équipements électriques d’un aéronef doivent être électriquement reliés à la structure de l’aéronef par de tels dispositifs de raccordement équipotentiel, avec un haut niveau de sécurité. ART ANTÉRIEUR Les liaisons équipotentielles sont généralement réalisées lors de l’assemblage d’un aéronef par une opération dénommée « métallisation » consistant à : poncer ou brosser une surface de contact de la structure sur laquelle la liaison équipotentielle doit être réalisée ; nettoyer cette surface de contact à l’aide d’une graisse adaptée ; positionner sur la surface de contact une cosse solidaire de l’équipement à relier ; visser une fixation de la cosse ; appliquer un vernis de protection sur la zone de connexion et prévoir le séchage de ce vernis. Ces opérations sont relativement longues et minutieuses, elles nécessitent un équipement et des produits particuliers, et reposent par ailleurs sur une exécution manuelle qui peut souffrir d’une reproductibilité aléatoire. L’invention a pour but d’améliorer les dispositifs et procédés de raccordement équipotentiel de l’art antérieur. À cet effet, l’invention vise un dispositif électrique de raccordement équipotentiel comportant : — un connecteur qui comprend : un premier élément de connectique électrique ; au moins une patte élastique ; — un socle qui comprend : une surface de contact associée à une fixation adaptée à relier mécaniquement et électriquement la surface de contact à une structure ; un deuxième élément de connectique électrique, électriquement relié à la surface de contact, et accouplable avec le premier élément de connectique électrique selon une direction d’insertion ; au moins un logement adapté à coopérer avec ladite au moins une patte élastique ; une piste de déconnexion adjacente au logement et s’étendant sensiblement parallèlement à la direction d’insertion. Le connecteur est de plus mobile en rotation par rapport au socle, autour de la direction d’insertion, entre : une position stable de verrouillage dans laquelle la patte élastique est engagée dans le logement ; une position de déverrouillage dans laquelle la patte élastique est élastiquement déformée et est disposée sur la piste de déconnexion. Selon un autre objet, l’invention vise un procédé de déconnexion d’un dispositif tel que décrit précédemment, ce procédé comportant les étapes suivantes : – entrainer en rotation le connecteur par rapport au socle depuis la position stable de verrouillage jusqu’à la position de déverrouillage ; – déplacer le connecteur en translation selon la direction d’insertion, dans un sens de séparation du connecteur par rapport au socle, la au moins une patte élastique parcourant la piste de déconnexion. Un tel dispositif permet le raccordement équipotentiel d’un équipement sur une structure très rapidement. Le raccordement équipotentiel est réalisé par simple enfichage du connecteur sur le socle. À titre d’exemple, les opérations de métallisation de l’art antérieur nécessitent un temps de réalisation de l’ordre de 10 à 15 minutes, par un opérateur expérimenté, pour chaque raccordement équipotentiel, et la fabrication d’un avion exige plusieurs centaines de ces raccordements équipotentiels. Dans ce contexte, le dispositif électrique de raccordement équipotentiel procure un important gain de temps sur l’ensemble des raccordements équipotentiels, entrainant une diminution des couts et des délais de production. Par ailleurs, le dispositif selon l’invention permet un raccordement équipotentiel sûr (le risque d’anomalie dans le raccordement est très faible) et reproductible (il dépend peu de la personne exécutant l’opération), et peut facilement être automatisé. Le dispositif selon l’invention procure par ailleurs un raccordement plus stable dans le temps en présentant une meilleure résistance dynamique, notamment aux vibrations. Pour ce qui est des opérations de déconnexion, l’invention permet une déconnexion rapide et simple tout en procurant une sécurité de contrôle, car le mouvement de déconnexion garanti que la déconnexion est bien la volonté de l’opérateur. En effet, l’opérateur doit manifester son intention de déconnecter en faisant passer le connecteur de sa position stable de verrouillage à sa position de déverrouillage, selon une course angulaire précise, cette manœuvre ne pouvant pas être réalisée fortuitement. L’invention permet de plus un déplacement d’une partie des opérations de raccordement équipotentiel plus en amont dans la chaine logistique industrielle. Lors de la fabrication d’un aéronef, les opérations relatives à la pose du socle sur la structure peuvent être réalisées conjointement à la réalisation de cette structure, sur un premier site de production. Lors de l’assemblage final de l’aéronef, qui est en général réalisé sur un autre site de production, le raccordement équipotentiel est simplifié. Les opérations en fin de chaine logistique étant généralement plus contraintes et plus chères, ce déplacement plus en amont de certaines opérations allège ainsi le montage final d’un aéronef. Le dispositif selon l’invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison : – le premier élément de connectique électrique est une tige de contact saillante du connecteur ; – le deuxième élément de connectique électrique est un alésage pratiqué dans le socle ; – la fixation du socle est une portion filetée ; – le connecteur comporte une pluralité desdites pattes élastiques angulairement réparties de manière régulière autour du premier élément de connectique électrique, et le socle comporte une tête qui comprend une pluralité desdits logements angulairement répartis de manière régulière sur la tête et adaptés à coopérer chacun avec une patte élastique ; – le socle comporte, suivant la direction axiale, un premier étage sur lequel est situé ledit au moins un logement, et un deuxième étage comportant une empreinte d’actionnement en rotation ; – la au moins une patte élastique comporte à son extrémité une dent présentant une surface d’arrêt, et le socle comporte un collet entre le premier étage et le deuxième étage, la surface d’arrêt de la dent étant adaptée à buter sur le collet pour un arrêt en translation dans la direction d’insertion ; – l’empreinte d’actionnement en rotation comporte des facettes et un congé raccorde au moins une facette au collet ; – la piste de déconnexion s´étend suivant le premier étage du socle, en étant situé entre deux desdits logements, et suivant le deuxième étage du socle, en étant situé entre deux facettes de l’empreinte d’actionnement en rotation ; – le au moins un logement comporte une paroi de fond et deux parois latérales obliques raccordant la paroi de fond avec la piste de déconnexion ; – le premier élément de connectique électrique et le deuxième élément de connectique électrique tournent l’un dans l’autre durant la rotation du connecteur par rapport au socle. PRÉSENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective du connecteur d’un dispositif de raccordement équipotentiel selon l’invention ; - La figure 2 est une vue en perspective du socle d’un dispositif de raccordement équipotentiel selon l’invention ; - La figure 3 est une autre vue en perspective du socle de la figure 2 ; - La figure 4 illustre une première opération de raccordement équipotentiel avec le connecteur et le socle des figures 1 à 3 ; - La figure 5 illustre une deuxième opération de raccordement équipotentiel ; - La figure 6 est une demi-vue en coupe des éléments de la figure 5 ; - La figure 7 illustre une première opération de déconnexion avec le connecteur et le socle des figures 1 à 3 ; - La figure 8 est une demi-vue en coupe des éléments de la figure 7 ; - La figure 9 illustre une deuxième opération de déconnexion. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Le présent exemple se réfère à un dispositif électrique de raccordement équipotentiel qui comporte : – un connecteur 1 illustré à la figure 1 ; – un socle 9 illustré aux figures 2 et 3. Le connecteur 1 illustré à la figure 1 comprend un premier élément de connectique électrique qui est constitué ici d’une tige de contact 2 saillante à partir d’une collerette 3. La tige de contact 2 est réalisée en un matériau conducteur et est reliée au conducteur électrique que l’on souhaite relier au potentiel de référence, ce conducteur étant dans cet exemple un câble tressé 6. Dans cet exemple, la tige de contact 2 est réalisée en un matériau métallique et se prolonge par une portion de sertissage 7 qui est sertie sur le câble tressé 6. La tige de contact 2 comporte de préférence, à sa base, un moyen d’étanchéité tel qu’un joint torique 8 disposé dans une gorge adaptée. Des pattes élastiques 4 sont saillantes de la collerette 3, sensiblement parallèlement à la tige de contact 2. Dans cet exemple, les pattes élastiques sont au nombre de six et sont angulairement réparties de manière régulière tout autour de la tige de contact 2. Chaque patte élastique 4 comporte à son extrémité une dent 5 qui est munie d’une surface oblique 26 et d’une surface d’arrêt 29. Les pattes élastiques 4 sont réalisées en un matériau flexible tel qu’un polymère. Un exemple de réalisation particulièrement économique présente ici le connecteur 1 réalisé par seulement deux pièces : la tige de contact 2 métallique avec sa portion de sertissage 7 ; et une pièce surmoulée ou emmanchée, réalisée d’une seule pièce dans un polymère et qui forme la collerette 3, ainsi que les pattes élastiques 4. En variante, le connecteur peut simplement être réalisé d’une seule pièce métallique incluant la tige de contact 2 et les pattes élastiques 4. Les figures 2 et 3 illustrent le socle 9, complémentaire du connecteur 1. Le socle 9 comprend une tête 10 et une portion filetée 11. La tête 10 comporte, à sa base et autour de la portion filetée 11, une surface de contact 12. Cette surface de contact 12 est destinée à être serrée contre une structure métallique grâce à la portion filetée 11. La portion filetée 11 constitue ainsi une fixation adaptée à relier mécaniquement et électriquement la surface de contact 12 à une telle structure. La structure constitue ici le potentiel de référence auquel le raccordement du câble tressé 6 est souhaité. La surface de contact 12 est ici de préférence entourée d’un moyen d’étanchéité tel qu’un joint torique 13 disposé dans une gorge adaptée de la tête 10. Cette étanchéité garantit la protection de la surface de contact 12 lorsqu’elle est serrée contre la structure par la portion filetée 11. La portion filetée 11 peut être directement vissée dans un trou taraudé adéquat pratiqué dans la structure, elle peut également être fixée par un écrou, ou par tout autre moyen de serrage de la surface de contact 12 contre une autre surface. La tête 10 et la portion filetée 11 sont de préférence réalisées d’une seule pièce, par exemple par moulage et/ou usinage de matériaux métalliques conducteurs. La tête 10 comporte un premier étage 18 comprenant ici six logements 14 adaptés chacun à recevoir la dent 5 d’une pâte élastique 4 du connecteur 1. Chacun des logements 14 comporte une paroi de fond 15, ainsi que deux parois latérales 16 s’étendant obliquement à partir de la paroi de fond 15. La tête 10 comporte de plus, dans le présent exemple, six pistes de déconnexion 17. Les pistes de déconnexion 17 sont adjacentes aux logements 14. Chaque piste de déconnexion 17 est ici située entre deux logements 14. Les pistes de déconnexion 17 sont radialement à l’écart des logements 14. Autrement dit, les pistes de déconnexion 17 sont radialement positionnées sur un diamètre de la tête 10 qui est supérieur au diamètre sur lequel sont radialement positionnées les parois de fond 15 des logements 14. Les parois latérales 16 sont des parois obliques formant une pente entre chaque paroi de fond 15 et l’une des pistes de déconnexion 17 adjacente au logement 14 correspondant. La tête 10 comporte, dans la direction axiale, un deuxième étage 19 qui présente ici une forme hexagonale à six facettes 24 de dimension permettant la coopération avec un outil standard. Le socle 9 peut ainsi être actionné en rotation, dans le but de visser la portion filetée 11 ou de l’arrêter en rotation, à l’aide d’un outillage courant. En variante, toute autre forme du deuxième étage 19 peut être mise en œuvre pour coopérer avec d’autres outils. La tête 10 comporte de plus un collet 28 disposé entre le premier étage 18 et le deuxième étage 19, de sorte à former une paroi d’arrêt en vis-à-vis des logements 14. Le collet 28 est destiné à coopérer avec la surface d’arrêt 29 de chaque dent 5 insérée dans un logement 14, pour arrêter en translation le connecteur 1 sur le socle 9 et empêcher la déconnexion. Chaque facette 24 de l’empreinte hexagonale est reliée au collet 28 par un congé 27 (ou tout autre type de surface oblique). La tête 10 comporte de plus un deuxième élément de connectique électrique qui est ici constitué d’un alésage 20 de diamètre ajusté à la tige de contact 2. L’alésage 20 est électriquement relié à la surface de contact 12, ce qui est ici permis par la réalisation en une seule pièce métallique du socle 9. La tige de contact 2 du connecteur 1 est accouplable à l’alésage 20 selon une direction d’insertion (illustrée par l’axe 21). La tige de contact 2 et l’alésage 20 peuvent présenter des formes cylindriques simples, ajustées pour permettre le contact électrique lors de l’accouplement de la tige de contact 2 et de l’alésage 20. En variante, tout élément connu favorisant le contact électrique dans une telle configuration peut être employé, par exemple des contacts élastiques au niveau de la tige de contact 2 ou à l’intérieur de l’alésage 20. Les pistes de déconnexion 17 s’étendent à partir d’une zone 22 située entre chacun des logements 14, et se prolongent par une portion 23 positionnée entre les facettes 24 de l’empreinte hexagonale du deuxième étage 19. La piste de déconnexion 17, formée ici de ses deux tronçons 22, 23, s’étend ainsi sur le premier étage 18 et sur le deuxième étage 19 de la tête 10 selon une direction qui est sensiblement parallèle à la direction d’insertion 21. Un procédé de raccordement équipotentiel d’une structure 25 avec un conducteur 6 est illustré aux figures 4 et 5. Le socle 9 a été préalablement installé sur la structure 25, lors de la réalisation de celle-ci, par exemple par vissage dans un trou taraudé ou fixation à l’aide d’un écrou comme décrit précédemment. Selon ce montage, la surface de contact 12 du socle 9 est mécaniquement et électriquement en contact avec la structure 25 selon une interface protégée par le joint torique 13. La structure 9 est livrée avec le socle 9 monté. En référence à la figure 4, le connecteur 1 est tout d’abord positionné face au socle 9 fixé sur une structure 25. Le connecteur 1 est positionné de sorte que la tige de contact 2 puisse être insérée dans l’alésage 20 selon la direction d’insertion 21. L’opérateur insère ensuite le connecteur sur le socle, tandis que les pattes élastiques 4 rencontrent le deuxième étage 19 de la tête 10. Les surfaces obliques 26 des dents 5 se positionnent chacune sur une facette 24 de l’empreinte hexagonale. Ce positionnement se fait automatiquement grâce au caractère élastique des pattes 4 qui positionnent le connecteur 1 dans une position angulaire d’équilibre avec une patte élastique 4 sur chacune des facettes 24. À partir de cette position d’équilibre, l’opérateur poursuit l’insertion du connecteur 1 dans la direction d’insertion 21, entrainant les surfaces obliques 26 des dents 5 à remonter le long des congés 27 de la tête 10, ce qui entraine une déformation les pattes élastiques 4 qui viennent alors franchir le collet 28, jusqu’à la position de raccordement de la figure 5. En référence à la figure 6, qui illustre schématiquement le profil des pièces de la figure 5 selon une demi-coupe, après le franchissement du collet 28, les dents 5 viennent se positionner chacune dans un logement 14 et sont verrouillées dans cette position par les pattes élastiques 4 qui reviennent à leur position initiale. Dans la position de la figure 5, le raccordement équipotentiel est terminé. Il a été réalisé de manière très simple tout en garantissant un verrouillage effectif des pattes élastiques 4. Le joint torique 8 assure la mise à l’abri de l’humidité et donc de la corrosion des surfaces de contact assurant le contact électrique entre la tige de contact 2 et l’alésage 20. La figure 6 montre le verrouillage du connecteur 1 par le positionnement des dents 5 dans le logement 14, de sorte que la surface d’arrêt 29 de la dent 5 soit bloquée contre le collet 28. Le raccordement équipotentiel une fois terminé offre une robustesse aux vibrations car tout mouvement de rotation ou de translation du connecteur 1 est élastiquement ramené à la position stable des figures 6 et 7, par la coopération des dents 5 avec les parois latérales 16 ou le collet 28, et à la déformation élastique des pattes 4, qui ramèrent les dents 5 dans les logements 14. Un procédé de déconnexion du dispositif décrit est de plus décrit en référence aux figures 7 à 9. Lorsqu’une déconnexion du raccordement équipotentiel est décidée (durant une opération de maintenance, par exemple), un opérateur va tout d’abord pivoter le connecteur 1 en l’entrainant en rotation autour de la direction d’insertion 21 (voir figure 7). Cette opération de rotation est simple, mais doit cependant être angulairement précise, ce qui assure la présence d’une volonté de déconnecter le raccordement équipotentiel. En effet, lors de cette rotation, illustrée à la figure 7 par une flèche 30, chaque dent 5 vient glisser sur l’une des parois latérales 16 en entrainant la déformation de la patte 4 correspondante jusqu’à ce que la dent 5 vienne se positionner sur la piste de déconnexion 17. La figure 8 est une vue en coupe similaire à la figure 6 illustrant le connecteur 1 dans cette position angulaire où chaque dent 5 est positionnée sur une piste de déconnexion 17, la patte élastique 4 étant élastiquement déformée. Le mouvement de rotation réalisé par l’opérateur doit donc être suffisamment précis pour arrêter les dents 5 sur les pistes de déconnexion 17, avant une course angulaire excessive, qui amènerait de nouveau chaque dent 5 à se retrouver dans le logement 14 suivant suite à un glissement sur la paroi latérale 16 suivante. À partir de la position illustrée à la figure 8, l’opérateur tire le connecteur 1 conformément à la figure 9. Les dents 5 parcourent alors chacune une piste de déconnexion 17 offrant une surface plane adaptée au glissement des dents 5 sur la tête 10, le long du premier étage 18 et du deuxième étage 19. Des variantes de réalisation du dispositif et du procédé de raccordement équipotentiel peuvent être envisagées. Par exemple, le nombre de pattes élastiques 4, de dents 5, et de logements 14 peut être adapté en étant réduit ou augmenté à un nombre plus adéquat pour une application particulière, au moins une patte élastique 4 devant être présente en étant solidaire du premier élément de connectique électrique. Dispositif électrique de raccordement équipotentiel caractérisé en ce qu’il comporte : — un connecteur (1) qui comprend : un premier élément de connectique électrique (2) ; au moins une patte élastique (4) ; — un socle (9) qui comprend : une surface de contact (12) associée à une fixation (11) adaptée à relier mécaniquement et électriquement la surface de contact (12) à une structure ; un deuxième élément de connectique électrique (20), électriquement relié à la surface de contact (12), et accouplable avec le premier élément de connectique électrique (2) selon une direction d’insertion (21) ; au moins un logement (14) adapté à coopérer avec ladite au moins une patte élastique (4) ; une piste de déconnexion (17) adjacente au logement (14) et s’étendant sensiblement parallèlement à la direction d’insertion (21) ; et en ce que le connecteur (1) est mobile en rotation par rapport au socle (9), autour de la direction d’insertion (21), entre : une position stable de verrouillage dans laquelle la patte élastique (4) est engagée dans le logement (14) ; une position de déverrouillage dans laquelle la patte élastique (4) est élastiquement déformée et est disposée sur la piste de déconnexion (17). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de connectique électrique (2) est une tige de contact saillante du connecteur (1). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième élément de connectique électrique (20) est un alésage pratiqué dans le socle (9). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fixation (11) du socle (9) est une portion filetée. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le connecteur (1) comporte une pluralité desdites pattes élastiques (4) angulairement réparties de manière régulière autour du premier élément de connectique électrique (2), et en ce que le socle (9) comporte une tête (10) qui comprend une pluralité desdits logements (14) angulairement répartis de manière régulière sur la tête (10) et adaptés à coopérer chacun avec une patte élastique (4). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le socle (9) comporte, suivant la direction axiale, un premier étage (18) sur lequel est situé ledit au moins un logement (14), et un deuxième étage (19) comportant une empreinte d’actionnement en rotation. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la au moins une patte élastique (4) comporte à son extrémité une dent (5) présentant une surface d’arrêt (29), et en ce que le socle (9) comporte un collet (28) entre le premier étage (18) et le deuxième étage (19), la surface d’arrêt (29) de la dent (5) étant adaptée à buter sur le collet (28) pour un arrêt en translation dans la direction d’insertion (21). Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’empreinte d’actionnement en rotation comporte des facettes (24) et en ce qu’un congé (27) raccorde au moins une facette (24) au collet (28). Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la piste de déconnexion (17) s´étend suivant le premier étage (18) du socle (9), en étant situé entre deux desdits logements (14), et suivant le deuxième étage (19) du socle (9), en étant situé entre deux facettes (24) de l’empreinte d’actionnement en rotation. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un logement (14) comporte une paroi de fond (15) et deux parois latérales (16) obliques raccordant la paroi de fond (15) avec la piste de déconnexion (17). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de connectique électrique (2) et le deuxième élément de connectique électrique (20) tournent l’un dans l’autre durant la rotation du connecteur (1) par rapport au socle (9). Procédé de déconnexion d’un dispositif conforme à l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : – entrainer en rotation le connecteur (1) par rapport au socle (9) depuis la position stable de verrouillage jusqu’à la position de déverrouillage ; – déplacer le connecteur (1) en translation selon la direction d’insertion, dans un sens de séparation du connecteur (1) par rapport au socle (9), la au moins une patte élastique (4) parcourant la piste de déconnexion (17).