Brevet FR3136123A1 — publié le 20231201

Connecteur (2) électrique de puissance, comprenant un boîtier (4), au moins un élément électriquement conducteur (200), un couvercle (15) et au moins une vis (6) pour établir une connexion électrique avec ledit élément électriquement conducteur (200). Le connecteur (2) est relié à un circuit interlock. Le boîtier (4) comprend des moyens de rétention (18) configurés pour maintenir la vis (6) dans une position haute. Le couvercle (15) est configuré pour occuper au moins une position ouverte dans laquelle la vis (6) est accessible, et une position fermée dans laquelle la vis (6) n’est pas accessible. Le circuit interlock est ouvert lorsque le couvercle (15) est en position ouverte et fermé lorsque le couvercle (15) est en position fermée, La vis (6) empêche le couvercle (15) d’être placé en position fermée lorsqu’elle est en position haute. Procédé de de déconnexion d’un ensemble de connecteur comprenant ce connecteur (2). Figure 10 Connecteur de puissance à contact vissé et procédé de connexion et déconnexion d’un tel connecteur L'invention se rapporte au domaine des connecteurs pour véhicules automobiles et en particulier à celui des connecteurs de puissance. État de l’art Il existe des connecteurs de puissance qui comportent une vis permettant d’établir une connexion électrique entre un élément conducteur (par exemple une barre de connexion ou « busbar » en anglais) dont une extrémité est insérée dans le connecteur et un contre-connecteur. La vis est alors vissée sur le contre-connecteur et sert de broche de contact électrique entre le connecteur et le contre-connecteur. Un tel connecteur est décrit par exemple dans le document US 2012/0231 676 A1. Dans les connecteurs de puissance, on doit s’assurer qu’un utilisateur ne peut pas s’électrocuter avec une partie conductrice de la vis ou des vis utilisées comme broches de contact, si celles-ci sont sous tension. Ainsi par exemple, un couvercle peut être prévu pour empêcher l’accès à une partie conductrice de telles vis. Un problème rencontré avec un connecteur de l’art antérieur tel que décrit dans le document US 2012/0231 676 A1 est qu’il persiste un risque d’électrocution au démontage. En effet, en cas de maintenance, après dévissage, la vis peut reposer sur le premier filet du filetage du contre-connecteur dans lequel la vis est destinée à être vissée. En cas de fermeture involontaire du couvercle juste après le dévissage, le circuit interlock qui contrôle la mise sous tension du connecteur peut être activé. Le connecteur est alors alimenté en courant de puissance et un mouvement du connecteur par rapport au contre-connecteur peut provoquer un arc électrique susceptible de détériorer le connecteur et/ou le contre-connecteur, voire de blesser l'opérateur qui peut connecter/déconnecter le connecteur alors qu’il est sous tension. Lors du premier assemblage dans l'usine d’un équipementier, ce risque est généralement évité car il est bien géré par les instructions de sécurité de montage et de fonctionnement. Mais il est plus difficile d'avoir le même niveau de sécurité pendant une opération de maintenance. Il est décrit ci-dessous un ensemble de connexion, un connecteur et un procédé de connexion qui contribuent au moins partiellement à renforcer la sécurité. Ainsi, il est décrit un connecteur électrique de puissance, comprenant un boîtier, au moins un élément électriquement conducteur, un couvercle et des éléments de connexion d’un circuit interlock. Le boîtier comporte au moins une cavité pour loger une vis configurée pour établir une connexion électrique avec ledit au moins un élément électriquement conducteur. Le boîtier comprend des moyens de rétention configurés pour maintenir la vis dans une position haute. Le couvercle est monté sur le boîtier et est configuré pour occuper au moins une position ouverte dans laquelle le boîtier est ouvert et la vis est accessible pour être vissée ou dévissée, et une position fermée dans laquelle le boîtier est fermé et la vis n’est pas accessible. Le circuit interlock est ouvert lorsque le couvercle est en position ouverte et fermé lorsque le couvercle est en position fermée. Dans ce connecteur la vis empêche le couvercle d’être placé en position fermée lorsqu’elle est en position haute. Dans ce document, les expressions « position haute » et « position basse » ne font référence qu’à une altitude ou distance par rapport à l’interface de connexion, et éventuellement à l’orientation de la vis sur les figures en coupe notamment. Ces expressions peuvent être respectivement remplacées par « première position » et « deuxième position ». En d’autres termes, la vis de connexion est pré-assemblée sur le connecteur où elle est en position basse (et/ou dans un support de vis ou porte-vis si le connecteur est muni d’un tel support de vis). Pour effectuer un test d'étanchéité et assurer le transport avec une protection contre la poussière, le couvercle peut être refermé. Le connecteur est en effet préférentiellement livré avec le couvercle en position fermée. Avant le premier vissage, le couvercle est ouvert, le connecteur est présenté en vis-à-vis de l’interface. Lorsqu’elle est poussée avec un outil par exemple, elle est arrêtée sur le premier filet de l'insert de vissage de l'interface. La vis peut alors être vissée. Pendant une maintenance, les moyens de rétention de la vis maintiennent la vis en position haute après son dévissage. Ainsi, cette position haute de la vis est maintenue et ne permet pas de fermer le couvercle, même si le connecteur est retiré de l'interface. Le circuit interlock est ouvert et le connecteur ne peut être mis sous tension. Ceci offre une sécurité supplémentaire pour l'opérateur. Ce connecteur comporte également éventuellement l’une et/ou l’autre des caractéristiques suivantes considérées chacune indépendamment l’une de l’autre ou en combinaison d’une ou plusieurs autres : - la position haute de la vis correspond à sa position dans le boîtier lorsqu’elle est complètement dévissée ; - le couvercle passe de sa position ouverte vers sa position fermée par rotation autour d’une charnière et la vis bloque cette rotation dans une position intermédiaire du couvercle lorsqu’elle est en position haute ; - il comprend un porte-vis et les moyens de rétention de la vis en position haute sont disposés sur ce porte-vis ; on notera cependant que si le connecteur ne comporte pas de porte-vis, le boîtier du connecteur peut comporter lui-même les moyens de rétention ; - les moyens de rétention sont disposés sur des languettes formant une portion de paroi d’un puits configuré pour recevoir une tête de vis et le couvercle comporte des moyens de renfort disposés derrière au moins une languette lorsque le couvercle est en position fermée ou semi-fermée ; on notera cependant que si le connecteur ne comporte pas de porte-vis, le boîtier du connecteur peut comporter lui-même un tel puits ; - la vis comporte un capuchon en matière électriquement isolante ; - le capuchon comporte des structures crantées configurées pour coopérer avec un outil de vissage de la vis ; - le capuchon comporte une couronne configurée coopérer avec les moyens de rétention ; - le connecteur comprend une matrice de données dont une partie est disposée sur une surface externe du couvercle et une partie est disposée sur une surface externe du boîtier qui ne correspond pas au couvercle, la matrice de données ne pouvant être lue dans son intégralité que lorsque le couvercle est en position fermée. Il est également décrit ci-dessous un procédé de déconnexion d’un ensemble de connexion comprenant un connecteur, ce connecteur comprenant une vis avec une tête, la tête étant masquée par un couvercle du connecteur, le procédé comprenant une opération d’ouverture du couvercle qui entraine l’ouverture d’un circuit interlock contrôlant la mise sous tension de la vis, suivie d’une opération de dévissage de la vis, au cours de laquelle la tête est déplacée d’une première position vers une deuxième position. Une fois la vis dévissée (lorsque la tête est dans la deuxième position), la tête empêche le couvercle d’être placé dans une position dans laquelle le circuit interlock est fermé. D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans l’exposé détaillé de différents modes de réalisation de l’invention, l’exposé étant assorti d’exemples et de références aux dessins joints. représente schématiquement en perspective un exemple de mode de réalisation d’un connecteur, avec les vis en position basse ; représente schématiquement en perspective un exemple de mode de réalisation d’une vis de connexion pour le connecteur de la ; représente schématiquement en perspective un exemple de mode de réalisation d’un porte-vis pour le connecteur de la ; représente schématiquement en perspective un exemple de mode de réalisation d’un boîtier pour le connecteur de la ; représente schématiquement en coupe, le boîtier de la muni du porte-vis de la ; représente schématiquement en perspective le connecteur de la , avec les vis en position haute ; représente schématiquement en coupe, une cavité dans laquelle est logée une vis en position haute ; représente schématiquement en perspective, un exemple de mode de réalisation d’un ensemble de connexion comprenant un connecteur tel que celui représenté sur les figures 1 et 5 à 7 ; est une représentation analogue à celle de la avec la vis en position basse ; est une représentation analogue à celle de la avec la vis en position haute et le couvercle en position semi-fermée ; représente schématiquement en perspective, un exemple de mode de réalisation d’un couvercle pour le connecteur de la ; est une représentation schématiquement en coupe du connecteur de la , avec la vis en position haute et le couvercle en position semi-fermée ; est une représentation schématique en perspective de l’ensemble de connexion de la , avec la vis en position haute et le couvercle en position semi-fermée ; est une représentation schématique en perspective de l’ensemble de connexion de la , avec la vis en position basse et le couvercle en position fermée ; et est une représentation schématique en coupe de l’ensemble de connexion de la , avec la vis en position basse et le couvercle en position fermée. Exposé détaillé d’un mode de réalisation Un exemple de mode de réalisation d’un connecteur 2 est représenté sur la . Ce connecteur 2 est utilisé dans un circuit électrique de puissance d’un véhicule automobile. Un tel circuit sert par exemple à interconnecter des composants 100 (voir figures 8 et 14) tels qu’une barre de connexion, une batterie, une borne de recharge, un convertisseur, un moteur électrique, etc. Ce circuit comporte alors un contre-connecteur 3 ou embase (« socket » en anglais) relié électriquement à ce composant 100 (voir figures 2 et 3 par exemple). Eventuellement, le contre-connecteur 3 est monté sur ou dans ce composant 100. Le connecteur 2 et le contre-connecteur 3 forment un ensemble de connexion 1. Dans le cas de l’exemple illustré par les figures, le connecteur 2 et le contre-connecteur 3 sont des connecteurs de puissance à deux voies. Dans cet exemple, chaque voie du connecteur 2 est électriquement connectée à un élément conducteur 200 (par exemple une barre de connexion). Le connecteur 2 comporte un boîtier 4 avec deux cavités 5 (voir par exemple) dans chacune desquelles est logé un contact de puissance 6 (voir par exemple). Ce contact de puissance est sous forme d’une vis 6 métallique avec une tête 7 et une tige filetée 8 (voir par exemple). Cette vis 6 est également munie d’un capuchon 9 en matériau électriquement isolant (voir figures 7 et 8 par exemple). Le capuchon 9 comporte des structures crantées 27 configurées pour coopérer avec un outil de vissage ou dévissage de la vis 6. Ainsi, la vis 6 peut être vissée ou dévissée sans retirer son capuchon 9 protecteur. Dans l’exemple illustré sur les figures, le connecteur 2 comporte également un porte-vis 10 (voir notamment la ). Le porte-vis 10 est monté dans le boîtier 4 à l’aide de moyens de fixation 11. Par exemple, les moyens de fixation 11 sont sous la forme de pattes élastiques 12 comportant chacune une échancrure 13 configurée pour coopérer avec une dent 14 (voir aussi ). Le connecteur 2 comporte également un couvercle 15. Dans l’exemple illustré sur les figures, le couvercle 15 est monté en rotation sur le boîtier 4, grâce à des éléments de charnière 16. Le couvercle 15 est donc articulé entre au moins une position ouverte dans laquelle chaque vis 6 est accessible pour pouvoir être vissée ou dévissée, et une position fermée dans laquelle le couvercle 15 ferme le boîtier 4 (par exemple hermétiquement grâce à des joints) et dans laquelle chaque vis 6 est complètement masquée. La configuration du connecteur 2 avec le couvercle 15 en position ouverte est par exemple illustrée par la . La configuration du connecteur 2 avec le couvercle 15 en position fermée est par exemple illustrée par les figures 14 et 15. Entre les positions ouverte et fermée, le couvercle 15 peut prendre au moins une position intermédiaire dite semi-fermée (par exemple illustrée par les figures 12 et 13). Le couvercle 15 en position semi-fermée bloque le porte-vis 10 pour empêcher les vis 6 de passer d’une position haute à une position basse. En effet, le porte-vis 10 comporte des protubérances hautes 17 et basses 18 qui permettent de maintenir la tête 7 de la vis 6 en position haute. Autrement dit, ces protubérances hautes 17 et basses 18 forment des moyens de rétention de la vis 6 en position haute. Ces protubérances hautes 17 et basses 18 font saillie sur la surface interne de puits 19 dans chacun desquels est logée une vis 6. Pour particulièrement, chaque puits 19 comporte une portion de paroi comprenant des languettes 20 élastiquement déformables. Certaines de ces languettes 20 comportent une protubérance basse 18 tandis que d’autres comportent une protubérance haute 17. Ainsi, le capuchon 9 se trouve maintenu grâce à une couronne 24 en position haute, la couronne 24 étant coincée entre les protubérances hautes 17 et basses 18 (voir figures 7, 10, 12). L’élasticité des languettes 20 permet à celles-ci de s’escamoter pour introduire les vis 6 dans les puits 19 et pour les faire passer de leur position haute à leur position basse. Pour éviter que les vis 6 passent trop facilement de leur position haute à leur position basse, le couvercle 15 comporte des murets 21 qui viennent se loger derrière les languettes 20 qui comportent les protubérances basses 18 afin de limiter, voire d’interdire leur déformation (voir par exemple). Autrement dit, les murets 21 constituent des moyens de renfort des languettes 20. Pour la livraison du connecteur 2, la vis 6 est pré-assemblée sur le connecteur 2. Plus particulièrement, dans l’exemple présenté sur les figures, pour la livraison, la vis 6 est prépositionnée dans le porte-vis 10 et le couvercle 15 est en position fermée. Le couvercle 15 en position fermé permet d’éviter que les vis 6 ne s’échappent des cavités 5 et permet de protéger les cavités 5 et les vis 6 de la poussière notamment. Le connecteur 2 est également muni d’une portion (contacts reliés à des fils conducteurs) de circuit interlock. Le circuit interlock contrôle l’alimentation et la mise sous tension du connecteur 2. Lorsque le circuit interlock est ouvert, le connecteur 2, et donc les vis 6 ne sont pas sous tension. Lorsque le circuit interlock est fermé, le connecteur 2, et donc les vis 6 peuvent être sous tension. Dans l’exemple de mode de réalisation illustré sur les figures, le circuit interlock comporte un shunt 25 monté dans un logement 22 du couvercle 15 (voir ). Lorsque le couvercle 15 est en position fermée, le shunt 25 établit une liaison électrique entre deux contacts 23 du circuit interlock. Lorsque le couvercle 15 est en position ouverte ou semi-fermée, le shunt n’entre pas en contact avec les contacts 23 et le circuit interlock reste ouvert (voir ). Le shunt 25 et les contacts 23 constituent des éléments de connexion d’un circuit interlock. En outre, le capuchon 9 offre une protection IPXXB additionnelle par rapport au circuit interlock. Ainsi, un opérateur manipulant le connecteur 2 alors que le couvercle 15 est en position ouverte ou semi-fermée (par exemple pendant une opération de maintenance) n’a pas de risque d’électrocution. On peut aussi noter que si l’opérateur oublie de visser complètement une vis 6, le couvercle 15 ne peut être fermé. Ceci offre non-seulement une protection contre une éventuelle électrocution (car le circuit interlock est ouvert), mais ceci permet également de fournir un témoin visuel à un défaut de montage. Un exemple de procédé de connexion et/ou de déconnexion d’un ensemble de connexion 1 est décrit ci-dessous. Ce procédé comprend notamment les étapes ou opérations suivantes. Un opérateur place le couvercle 15 en position ouverte et les vis 6 dans le porte-vis 10 (voir ). Comme les languettes 20 ne sont pas bloquées par les murets 21, les protubérances hautes 17 peuvent s’escamoter pour que les vis 6 puissent être placées en position haute, avec la couronne 24 du capuchon 9 située entre les protubérances hautes 17 et basses 18. L’opérateur pousse davantage les vis 6 vers leur position basse. Comme les languettes 20 ne sont pas bloquées par les murets 21, les protubérances basses 18 peuvent s’escamoter pour que les vis 6 puissent être déplacées vers leur position basse. Les vis 6 sont donc ainsi pré-assemblées en position basse dans le connecteur 2 pour la livraison. Le couvercle 15 est rabattu en position fermée. Les murets 21 bloquent aussi les languettes 20 et les protubérances basses 18 ne peuvent pas s’escamoter, ce qui évite que les vis 6 ne soient déplacées vers leur position haute. Pour le montage, un opérateur ouvre le couvercle 15. Tandis que le connecteur est positionné en face de l’interface du contre-connecteur 3, avec le filetage de la tige 8 reposant sur le premier filet du filetage correspondant, sur le contre-connecteur 3, les vis 6 sont repoussées vers leur position haute. L’opérateur peut alors visser les vis 6. Après vissage, les vis sont à nouveau en position basse. Lorsqu’elles sont vissées (voir figures 8 et 9), les vis 6 sont protégées par les boîtiers respectifs des connecteur 2 et contre-connecteur 3. En particulier, elles sont protégées notamment par leur puits 19 et leur capuchon 9 respectifs. Elles ne sont plus accessibles. Le circuit interlock peut alors être fermé, en même temps que le couvercle 15 (voir figures 14 et 15), pour mettre le connecteur 2 sous tension en toute sécurité. Si une opération de maintenance est nécessaire, le couvercle 15 est ouvert (voir par exemple) ; le circuit interlock est ouvert lorsque le couvercle 15 est placé dans une position située notamment entre la position semi-fermée et la position complètement ouverte ; le connecteur 2 n’est plus sous tension ; les vis 6 peuvent être dévissées en toute sécurité ; lors de l’opération de dévissage, elles remontent en position haute (voir figures 10, 12 et 13). Dans cette position, elles bloquent le couvercle 15 en position semi-fermée si celui-ci vient à être refermé. Le circuit interlock ne peut que rester ouvert. Grâce au capuchon 9 et aux languettes 20, une protection IPXXB est maintenue même si le couvercle 15 est en position semi-fermée ou en position ouverte (voir par exemple). Le couvercle 15 peut aussi être rabattu en position semi-fermée, pour maintenir les vis 6 en position haute grâce à l’interaction des murets 21 avec les languettes 20. Le connecteur 2 comporte éventuellement une matrice de données 26. Comme représenté sur les figures 13 et 14, la matrice de données 26 comporte une partie ou portion qui est disposée sur une surface externe du couvercle 15 et une partie ou portion qui est disposée sur une surface externe du boîtier 4 (cette surface externe ne correspondant pas au couvercle 15, c’est-à-dire n’étant pas disposés sur celui-ci). Ainsi, si le couvercle 15 est en position ouverte ou semi-fermée, la matrice de données 26 ne peut être lue dans son intégralité ( ). Par contre, si le couvercle 15 est en position fermée, la matrice de données peut être lue dans son intégralité ( ). Connecteur (2) électrique de puissance, comprenant un boîtier (4), au moins un élément électriquement conducteur (200), un couvercle (15) et des éléments de connexion (23, 25) d’un circuit interlock, dans lequel le boîtier comporte au moins une cavité (5) pour loger une vis (6) configurée pour établir une connexion électrique avec ledit au moins un élément électriquement conducteur (200), dans lequel le boîtier (4) comprend des moyens de rétention (17, 18) configurés pour maintenir la vis (6) dans une position haute, dans lequel le couvercle (15) est monté sur le boîtier (4) et est configuré pour occuper au moins une position ouverte dans laquelle le boîtier (4) est ouvert et la vis (6) est accessible pour être vissée ou dévissée, et une position fermée dans laquelle le boîtier (4) est fermé et la vis (6) n’est pas accessible, et dans lequel le circuit interlock est ouvert lorsque le couvercle (15) est en position ouverte et fermé lorsque le couvercle (15) est en position fermée, caractérisé par le fait que la vis (6) empêche le couvercle (15) d’être placé en position fermée lorsqu’elle est en position haute. Connecteur selon la revendication 1, dans lequel la position haute de la vis (6) correspond à sa position dans le boîtier (4) lorsqu’elle est complètement dévissée. Connecteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le couvercle (15) passe de sa position ouverte vers sa position fermée par rotation autour d’une charnière (16) et la vis (6) bloque cette rotation dans une position intermédiaire du couvercle (15) lorsqu’elle est en position haute. Connecteur selon l’une des revendications précédentes, comprenant un porte-vis (10) et les moyens de rétention (17, 18) de la vis (6) en position haute sont disposés sur ce porte-vis (10). Connecteur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de rétention (17, 18) sont disposés sur des languettes 20 formant une portion de paroi d’un puits (19) configuré pour recevoir une tête (7) de vis (6) et le couvercle (15) comporte des moyens de renfort (21) disposés derrière au moins une languette (20) lorsque le couvercle (15) est en position fermée ou semi-fermée. Connecteur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la vis (6) comporte un capuchon (9) en matière électriquement isolante. Connecteur selon la revendication 6, dans lequel le capuchon (9) comporte des structures crantées (27) configurées pour coopérer avec un outil de vissage de la vis (6). Connecteur selon l’une des revendications 6 et 7, dans lequel le capuchon (9) comporte une couronne (24) configurée coopérer avec les moyens de rétention (17, 18). Connecteur selon l’une des revendications précédentes, comprenant une matrice de données (26) dont une partie est disposée sur une surface externe du couvercle (15) et une partie est disposée sur une surface externe du boîtier (4) qui ne correspond pas au couvercle (15), la matrice de données (26) ne pouvant être lue dans son intégralité que lorsque le couvercle (15) est en position fermée. Procédé de de déconnexion d’un ensemble de connexion (1) comprenant un connecteur (2), ce connecteur comprenant une vis (6) avec une tête (7), la tête (7) étant masquée par un couvercle (15) du connecteur (2), le procédé comprenant une opération d’ouverture du couvercle (15) qui entraine l’ouverture d’un circuit interlock contrôlant la mise sous tension de la vis (6), suivie d’une opération de dévissage de la vis (6), au cours de laquelle la tête (7) est déplacée d’une première position vers une deuxième position, caractérisé par le fait que la tête (7) empêche le couvercle (15) d’être placé dans une position dans laquelle le circuit interlock est fermé, lorsque la tête (7) est dans la deuxième position.