Brevet FR3161318A1 — publié le 20251017

Dispositif de connexion électrique à pinces La présente invention concerne un dispositif (10) de connexion électrique, comportant un premier (12) et un deuxième (14) connecteurs électriques ; le premier connecteur comprenant deux premières pattes (20) ; le deuxième connecteur comprenant une lame centrale (30). Le dispositif est configuré de sorte que, dans une première configuration de connexion, la lame centrale (30) du deuxième connecteur est disposée entre les premières pattes (20) du premier connecteur et au contact d’au moins l’une desdites premières pattes. Le deuxième connecteur (14) comprend en outre deux deuxièmes pattes (32). Dans la première configuration de connexion, chacune des premières pattes du premier connecteur est disposée entre la lame centrale et l’une des deuxièmes pattes du deuxième connecteur ; et dans une deuxième configuration de connexion, au moins l’une des premières pattes du premier connecteur est au contact d’une deuxième patte (32) du deuxième connecteur. Figure pour l'abrégé : Figure 2 Dispositif de connexion électrique à pinces La présente invention concerne un dispositif de connexion électrique, du type comportant un premier et un deuxième connecteurs électriques ; le premier connecteur comprenant deux premières pattes ; le deuxième connecteur comprenant une lame centrale ; le dispositif étant configuré de sorte que, dans une première configuration de connexion, la lame centrale du deuxième connecteur est disposée entre les premières pattes du premier connecteur et au contact d’au moins l’une desdites premières pattes. L’invention s’applique particulièrement aux dispositifs de type sectionneurs de terre, notamment utilisés dans le domaine ferroviaire. De tels dispositifs sont généralement limités en terme d’intensité de courant à évacuer. Lorsqu’ils sont traversés par des courants d’intensité trop élevée, lesdits courants induisent une répulsion magnétique entre les deux connecteurs, interrompant ainsi la conduction électrique. Un arc électrique se crée alors entre les deux connecteurs, ce qui peut conduire à la destruction desdits connecteurs par fusion au contact de l’arc électrique. Afin de résoudre ce problème, l’invention a pour objet un dispositif de connexion électrique du type précité, dans lequel : le deuxième connecteur comprend en outre deux deuxièmes pattes ; dans la première configuration de connexion, chacune des premières pattes du premier connecteur est disposée entre la lame centrale et l’une des deuxièmes pattes du deuxième connecteur ; et le dispositif est configuré de sorte que, dans une deuxième configuration de connexion, au moins l’une des premières pattes du premier connecteur est au contact d’une deuxième patte du deuxième connecteur. Un tel dispositif de protection permet le maintien d’un contact électrique entre les deux connecteurs, même en cas de répulsion magnétique entre certains de leurs éléments. L’arc électrique destructeur est ainsi minimisé. Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - dans la première configuration de connexion, chacune des premières pattes du premier connecteur est au contact de la lame centrale du deuxième connecteur ; et dans la deuxième configuration de connexion, chacune des premières pattes du premier connecteur est au contact d’une deuxième patte du deuxième connecteur ; - chacune des premières pattes du premier connecteur est déformable élastiquement ; - chacune des deuxièmes pattes du deuxième connecteur s’étend entre une extrémité fixe et une extrémité libre ; et au moins l’une des deuxièmes pattes est formée d’une couche externe et d’une couche interne fixées l’une à l’autre, la couche interne étant disposée entre la couche externe et la lame centrale ; - la couche externe et la couche interne sont formées respectivement d’un premier et d’un second matériaux, ayant respectivement un premier et un second coefficients de dilatation thermique ; - chacune des deuxièmes pattes du deuxième connecteur est formée d’une couche externe et d’une couche interne fixées l’une à l’autre, la couche externe et la couche interne étant formées respectivement du premier et du second matériaux ; - le premier coefficient de dilatation thermique est supérieur au second coefficient de dilatation thermique, la deuxième patte étant ainsi apte à se déformer sous l’effet d’une augmentation de température, de sorte que l’extrémité libre de ladite deuxième patte se rapproche de la lame centrale. L’invention se rapporte en outre à un ensemble de connexion comprenant : une base ; un bras mobile par rapport à la base selon un axe de rotation ; et une bride fixe par rapport à la base ; l’ensemble comprenant en outre au moins un dispositif de connexion électrique tel que décrit ci-dessus, le premier connecteur électrique étant porté par l’un du bras et de la bride, le deuxième connecteur électrique étant porté par l’autre du bras et de la bride ; l’ensemble étant configuré de sorte que, dans une position angulaire du bras par rapport à la base selon l’axe de rotation, les premier et deuxième connecteurs sont assemblés l’un à l’autre dans la première ou la deuxième configuration de connexion. Selon un mode de réalisation de l’ensemble de connexion, le premier connecteur électrique est porté par le bras et le deuxième connecteur électrique est porté par la bride. Selon un autre mode de réalisation de l’ensemble de connexion, le premier connecteur électrique est porté par la bride et le deuxième connecteur électrique est porté par le bras. L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels : FIG. 1 FIG. 2 Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques d’un dispositif de connexion selon un mode de réalisation de l’invention, respectivement dans une première et dans une deuxième configurations de connexion ; et FIG. 3 La FIG. 3 est une vue schématique d’un ensemble de connexion comprenant le dispositif de connexion des figures 1 et 2. Les figures 1 et 2 montrent un dispositif 10 de connexion électrique selon un mode de réalisation de l’invention. Le dispositif 10 comprend un premier 12 et un deuxième 14 connecteurs électriques. Dans le mode de réalisation représenté, lesdits premier 12 et deuxième 14 connecteurs électriques sont fixés respectivement à un premier 16 et à un deuxième 18 équipements électriques. Le premier connecteur 12 comprend deux premières pattes 20 formant une première pince 22, ladite première pince s’étendant sensiblement selon un premier axe 24. Chacune des premières pattes 20 est sensiblement parallèle audit premier axe 24 et s’étend entre une extrémité fixe et une extrémité libre 26. Chaque extrémité fixe est solidaire du premier équipement électrique 16 et reliée électriquement audit premier équipement. Le deuxième connecteur 14 comprend : une lame centrale 30 ; et deux deuxièmes pattes 32 formant une deuxième pince 34. Chacune de la lame centrale 30 et de la deuxième pince 34 s’étend sensiblement selon un deuxième axe 36. Chacune de la lame centrale 30 et des deuxièmes pattes 32 est sensiblement parallèle audit deuxième axe 36 et s’étend entre une extrémité fixe et une extrémité libre 37, 38. Chaque extrémité fixe est solidaire du deuxième équipement électrique 18 et reliée électriquement audit deuxième équipement. Chacune des premières pattes 20, de la lame centrale 30 et des deuxièmes pattes 32 sont formées de matériaux électriquement conducteurs, tels qu’un ou plusieurs métaux. De préférence, chacune des premières pattes 20 est déformable élastiquement. Selon un mode de réalisation préférentiel, représenté sur les figures 1 et 2, au moins l’une des deuxièmes pattes 32 est formée d’une couche externe 40 et d’une couche interne 42 fixées l’une à l’autre. La couche interne 42 est disposée entre la couche externe 40 de ladite deuxième patte 32 et la lame centrale 30. La couche externe 40 et la couche interne 42 sont formées respectivement d’un premier et d’un second matériaux électriquement conducteurs, préférentiellement métalliques. Les premier et second matériaux ont respectivement un premier et un second coefficients de dilatation thermique, le premier coefficient de dilatation thermique étant supérieur au second coefficient de dilatation thermique. De préférence, chacune des deuxièmes pattes 32 du deuxième connecteur 14 est formée d’une couche externe 40 et d’une couche interne 42 fixées l’une à l’autre, la couche externe 40 et la couche interne 42 étant formées respectivement du premier et du second matériaux électriquement conducteurs. Selon une variante non représentée, chacune des deuxièmes pattes 32 du deuxième connecteur 14 est formée d’une pièce dans un seul matériau électriquement conducteur. Les figures 1 et 2 montrent le dispositif 10, respectivement dans une première et dans une deuxième configurations de connexion. Dans chacune desdites première et deuxième configurations de connexion, les premier 24 et deuxième 36 axes sont sensiblement confondus ; les extrémités libres 26 des premières pattes 20 du premier connecteur 12 sont orientées vers le deuxième équipement électrique 18 ; les extrémités libre 37, 38 de la lame centrale 30 et des deuxièmes pattes 32 du deuxième connecteur 14 sont orientées vers le premier équipement électrique 16 ; la lame centrale 30 du deuxième connecteur est disposée entre les premières pattes 20 du premier connecteur ; et chacune des premières pattes 20 du premier connecteur est disposée entre la lame centrale 30 et l’une des deuxièmes pattes 32 du deuxième connecteur. Dans la première configuration de connexion de la FIG. 1 , l’extrémité libre 26 d’au moins l’une des premières pattes 20 du premier connecteur 12 est au contact de la lame centrale 30 du deuxième connecteur 14. De préférence, dans la première configuration de connexion, l’extrémité libre 26 de chacune des premières pattes 20 du premier connecteur 12 est au contact de la lame centrale 30 du deuxième connecteur 14. Ainsi, un courant électrique est apte à circuler entre les premier 16 et deuxième 18 équipements électriques, via les premières pattes 20 et la lame centrale 30. De préférence, dans la première configuration de connexion, une première distance 44 non nulle est ménagée entre au moins l’une des premières pattes 20 du premier connecteur 12 et la deuxième patte 32 correspondante du deuxième connecteur 14. Par pattes 20, 32 correspondantes, on entend les pattes 20, 32 disposées d’un même côté de la lame centrale 30 dans l’une des configurations de connexion du dispositif 10. De préférence, la première configuration de connexion correspond à une contrainte mécanique ou magnétique minimale des premières pattes 20 du premier connecteur 12. Dans la deuxième configuration de connexion de la FIG. 2 , l’extrémité libre 26 d’au moins l’une des premières pattes 20 du premier connecteur 12 est au contact de la deuxième patte 32 correspondante du deuxième connecteur 14. De préférence, dans la deuxième configuration de connexion, l’extrémité libre 26 de chacune des premières pattes 20 du premier connecteur 12 est au contact de la deuxième patte 32 correspondante, comme visible sur la FIG. 2 . Ainsi, un courant électrique est apte à circuler entre les premier 16 et deuxième 18 équipements électriques, via les premières 20 et deuxièmes 32 pattes. De préférence, dans la deuxième configuration de connexion, une deuxième distance 46 non nulle est ménagée entre au moins l’une des premières pattes 20 du premier connecteur 12 et la lame centrale 30 du deuxième connecteur 14. De préférence, la deuxième configuration de connexion correspond à une contrainte mécanique ou magnétique des premières pattes 20 supérieure à celle de la première configuration de connexion. Plus préférentiellement, dans la deuxième configuration de connexion, les premières pattes 20 sont déformées par rapport à la première configuration de connexion, de sorte à écarter de la lame centrale 30 les extrémités libres 26 desdites premières pattes 20. Selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures 1 et 2, dans la deuxième configuration de connexion, l’extrémité libre 38 d’au moins l’une des deuxièmes pattes 32 du deuxième connecteur 14, et préférentiellement de chacune desdites deuxièmes pattes, est plus proche de la lame centrale 30 que dans la première configuration de connexion. Plus précisément, dans la deuxième configuration de connexion, une différence de dilatation entre les couches externe 40 et interne 42 est supérieure à la différence de dilatation correspondante dans la première configuration de connexion. Il en résulte une courbure de la deuxième patte 32 vers la lame centrale 30. Une telle courbure favorise un contact électrique entre la deuxième patte 32 et la première patte 20 correspondante. De préférence, la deuxième configuration de connexion correspond à une température des deuxièmes pattes 32 supérieure à la première configuration de connexion. La FIG. 3 montre un ensemble 50 de connexion selon un mode de réalisation de l’invention. L’ensemble 50 comprend un mode de réalisation des premier 16 et deuxième 18 équipements électriques précédemment décrits. Dans le mode de réalisation de la FIG. 3 , l’ensemble 50 de connexion est un sectionneur de terre et comporte en outre une base 52. Le premier équipement électrique 16 est intégré à un bras 54, mobile en rotation par rapport à la base 52 autour d’un troisième axe 56. Le premier équipement électrique 16 est fixé et relié électriquement à au moins un premier connecteur 12 tel que décrit ci-dessus, le premier axe 24 dudit premier connecteur 12 étant perpendiculaire au troisième axe 56. De préférence, comme dans le mode de réalisation représenté, le bras 54 comporte au moins deux premiers connecteurs 12, fixés et reliés électriquement au premier équipement électrique 16. Lesdits deux premiers connecteurs 12 sont écartés l’un de l’autre selon le troisième axe 56. Le deuxième équipement électrique 18 est intégré à une bride 60, montée fixe sur la base 52. Le deuxième équipement électrique 18 est fixé et relié électriquement à au moins un deuxième connecteur 14 tel que décrit ci-dessus, le deuxième axe 36 dudit deuxième connecteur 14 étant perpendiculaire au troisième axe 56. De préférence, comme dans le mode de réalisation représenté, la bride 60 comporte au moins deux deuxièmes connecteurs 14, fixés et reliés électriquement au deuxième équipement électrique 18. Lesdits deuxièmes connecteurs 14 sont écartés l’un de l’autre selon le troisième axe 56. L’ensemble 50 est configuré de sorte que, dans une position angulaire du bras 54 par rapport au troisième axe 56, chacun des premiers connecteurs 12 dudit bras est assemblé à l’un des deuxièmes connecteurs 14 de la bride, dans une première ou deuxième configuration de connexion telle que décrite ci-dessus. Chaque premier connecteur 12 et le deuxième connecteur 14 correspondant forme un dispositif 10 de connexion tel que décrit ci-dessus. Une telle position angulaire du bras 54, dite position fermée, est visible sur la FIG. 3 . Le bras 54 est apte à pivoter par rapport à la base 52 autour du troisième axe 56, de sorte à rapprocher ou à écarter chaque premier connecteur 12 du deuxième connecteur 14 correspondant. Une position angulaire du bras 54, dans laquelle chaque premier connecteur 12 est écarté du deuxième connecteur 14 correspondant, est dite position ouverte. Un procédé de fonctionnement du dispositif 10 et de l’ensemble 50 de connexion va maintenant être décrit. Dans un état initial de l’ensemble 50, on considère que le bras 54 est dans la position ouverte décrite ci-dessus. Pour passer de la position ouverte à la position fermée, le sectionneur de terre formé par ledit ensemble 50 est actionné. Le bras 54 pivote dans la position fermée, chaque premier connecteur 12 s’assemblant au deuxième connecteur 14 correspondant. Au moment de l’assemblage, le dispositif 10 de connexion formé par chaque couple premier connecteur 12 / deuxième connecteur 14 est dans la première configuration de connexion. En cas de faible court-circuit en position fermée du bras 54, la première pince 22 formée par les premières pattes 20 d’un premier connecteur 12 reste au contact de la lame centrale 30 du deuxième connecteur 14 correspondant. Le courant est ainsi évacué à la terre via ladite lame centrale 30 et lesdites premières pattes 20. En cas de fort court-circuit en position fermée du bras 54, la lame centrale 30 du deuxième connecteur 14 et chacune des premières pattes 20 du premier connecteur 12 accumulent des charges électriques de même polarité. Les extrémités libres 26 des premières pattes 20 sont repoussées par le champ magnétique ainsi généré, s’écartant de la lame centrale 30 jusqu’à la deuxième distance 46. Chacune desdites premières pattes 20 vient alors au contact de la deuxième patte 32 correspondante du deuxième connecteur 14. La connexion électrique entre les premier 12 et deuxième 14 connecteurs est ainsi rétablie par le contact entre les première 22 et deuxième 34 pinces, permettant l’évacuation à la terre du court-circuit. Les connecteurs 12, 14 sont ainsi préservés de dégradations liées à l’arc électrique pouvant se former entre les connecteurs 12, 14. Par ailleurs, ledit arc électrique et la circulation d’un fort courant conduisent à une augmentation de la température des connecteurs 12, 14. Les deuxièmes pattes 32 se déforment donc en se recourbant vers la lame centrale 30, comme décrit ci-dessus. Le contact électrique entre les premières 20 et deuxièmes 32 pattes est ainsi amélioré, favorisant l’évacuation à la terre du court-circuit et limitant le risque de répulsion entre les les premières 20 et deuxièmes 32 pattes. L’ensemble 50 de connexion décrit ci-dessus est notamment destiné à être installé sur le toit d’un véhicule ferroviaire électrique, ledit toit formant la base 52, le troisième axe 56 étant préférentiellement vertical. Un sectionneur de terre formé par un tel ensemble 50 présente une efficacité et une résistance améliorées par rapport aux dispositifs connus. Dispositif (10) de connexion électrique, comprenant un premier (12) et un deuxième (14) connecteurs électriques ; le premier connecteur (12) comprenant deux premières pattes (20) ; le deuxième connecteur (14) comprenant une lame centrale (30) ; le dispositif étant configuré de sorte que, dans une première configuration de connexion, la lame centrale (30) du deuxième connecteur (14) est disposée entre les premières pattes (20) du premier connecteur (12) et au contact d’au moins l’une desdites premières pattes (20), le dispositif étant caractérisé en ce que : - le deuxième connecteur (14) comprend en outre deux deuxièmes pattes (32) ; - dans la première configuration de connexion, chacune des premières pattes (20) du premier connecteur (12) est disposée entre la lame centrale (30) et l’une des deuxièmes pattes (32) du deuxième connecteur (14); et - le dispositif est configuré de sorte que, dans une deuxième configuration de connexion, au moins l’une des premières pattes (20) du premier connecteur (12) est au contact d’une deuxième patte (32) du deuxième connecteur (14). Dispositif de connexion électrique selon la revendication 1, dans lequel, dans la première configuration de connexion, chacune des premières pattes (20) du premier connecteur (12) est au contact de la lame centrale (30) du deuxième connecteur (14) ; et dans la deuxième configuration de connexion, chacune des premières pattes (20) du premier connecteur (12) est au contact d’une deuxième patte (32) du deuxième connecteur (14). Dispositif de connexion électrique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chacune des premières pattes (20) du premier connecteur (12) est déformable élastiquement. Dispositif de connexion électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel : - chacune des deuxièmes pattes (32) du deuxième connecteur (14) s’étend entre une extrémité fixe et une extrémité libre (38) ; et - au moins l’une des deuxièmes pattes (32) est formée d’une couche externe (40) et d’une couche interne (42) fixées l’une à l’autre, la couche interne (42) étant disposée entre la couche externe (40) et la lame centrale (30). Dispositif de connexion électrique selon la revendication 4, dans lequel la couche externe (40) et la couche interne (42) sont formées respectivement d’un premier et d’un second matériaux, ayant respectivement un premier et un second coefficients de dilatation thermique. Dispositif de connexion électrique selon la revendication 5, dans lequel chacune des deuxièmes pattes (32) du deuxième connecteur (14) est formée d’une couche externe (40) et d’une couche interne (42) fixées l’une à l’autre, la couche externe et la couche interne étant formées respectivement du premier et du second matériaux. Dispositif de connexion électrique selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le premier coefficient de dilatation thermique est supérieur au second coefficient de dilatation thermique, la deuxième patte (32) étant ainsi apte à se déformer sous l’effet d’une augmentation de température, de sorte que l’extrémité libre (38) de ladite deuxième patte se rapproche de la lame centrale (30). Ensemble (50) de connexion comprenant : une base (52) ; un bras (54) mobile par rapport à la base selon un axe (56) de rotation ; et une bride (60) fixe par rapport à la base (52); l’ensemble comprenant en outre au moins un dispositif (10) de connexion électrique selon l’une des revendications précédentes, le premier connecteur (12) électrique étant porté par l’un du bras (54) et de la bride (60), le deuxième connecteur (14) électrique étant porté par l’autre du bras (54) et de la bride (60) ; l’ensemble étant configuré de sorte que, dans une position angulaire du bras (54) par rapport à la base selon l’axe (56) de rotation, les premier (12) et deuxième (14) connecteurs sont assemblés l’un à l’autre dans la première ou la deuxième configuration de connexion. Ensemble de connexion selon la revendication 8, dans lequel le premier connecteur (12) électrique est porté par le bras (54) et le deuxième connecteur (14) électrique est porté par la bride (60). Ensemble de connexion selon la revendication 8, dans lequel le premier connecteur (12) électrique est porté par la bride (60) et le deuxième connecteur (14) électrique est porté par le bras (54).