CONNECTEUR ÉLECTRIQUE UNIPOLAIRE À CONTACTS EN BOUT

L'invention concerne un connecteur électrique unipolaire à contacts en bout de préférence pour courants de fortes puissances.

Pour répondre aux normes en vigueur en vue d'assurer la sécurité des personnes et des biens, les appareils électriques doivent offrir un degré de protection minimum contre l'accès aux pièces sous tension lorsque la tension d'utilisation est supérieure à 50 volts.

Pour vérifier qu'une telle protection est respectée, on utilise un doigt d'épreuve articulé défini selon une norme.

Les essais consistent à ne pas pouvoir réaliser un contact entre le doigt d'épreuve normalisé et les parties sous tension de l'appareil à tester en tentant d'introduire le doigt d'épreuve dans toutes les positions possibles.

Dans le domaine des connecteurs, une protection peut être obtenue en protégeant chaque contact sous tension par un volet ou en le plaçant en retrait dans une enveloppe isolante afin que le doigt d'épreuve ne puisse pas l'atteindre.

Toutefois, dans le cas des courants forts, c'est-à-dire de forte intensité (par exemple supérieure à 200 Ampères) et utilisant des tensions supérieures à 50 volts, les conducteurs et les éléments de contact dans les appareils connus présentent des sections importantes de passage du courant, et le respect de la norme est difficile puisque le diamètre des éléments de contact devient proche ou supérieur au diamètre maximum du doigt d'épreuve.

C'est pourquoi jusqu'à présent pour de tels courants et plus particulièrement pour les connecteurs unipolaires, une solution à broche et alvéole cylindriques particulière a été imaginée.

Dans cette solution, contrairement aux prises de courant industrielles, les contacts sous tension sont les broches dont les extrémités sont protégées par un isolant, comme par exemple dans le mode de réalisation décrit dans le brevet US 3,662,296.

De la sorte, la connexion électrique entre la broche sous tension et l'alvéole conjuguée peut s'effectuer sur une partie de la broche non accessible par le doigt d'épreuve.

Il est clair qu'une telle solution est inadaptée aux contacts en bout pour lesquels par définition la connexion électrique s'effectue entre l'extrémité d'une broche de contact et un contact élastique mobile sous pression, de telle sorte que l'extrémité de la broche ne peut évidemment pas être isolée.

C'est pourquoi, pour les courants de fortes intensités qui utilisent des sections de conducteurs importantes, il était apparu impossible d'imaginer des contacts en bout du fait que les broches auraient des dimensions supérieures au doigt d'épreuve.

Le brevet EP-1 518 299 au nom du même demandeur décrit toutefois un connecteur à contact en bout particulier pour courants de fortes intensités.

Dans le but notamment d'assurer le respect de la norme du doigt d'épreuve, l'invention propose une autre solution.

Le connecteur électrique unipolaire à contacts en bout selon l'invention est formé d'un socle actif et d'une fiche munie d'une broche de contact qui est destinée à pénétrer dans le socle pour coopérer avec un contact élastique aménagé dans celui-ci comme décrit dans le brevet EP-1 518 299 précité, ou encore dans le brevet FR-1 398 945 également au nom du demandeur, au moins la partie pénétrante de la broche de contact de la fiche présentant une section droite de forme générale sensiblement rectangulaire et le socle étant en outre muni à son extrémité d'un disque de protection dans lequel est ménagée une ouverture de passage de section rectangulaire correspondante à la section droite de la broche de la fiche, mais qui est par contre remarquable en ce que les petits côtés de la broche rectangulaire comportent des ergots destinés à coopérer avec des rampes du socle pour un verrouillage du type à baïonnette de la fiche dans le socle, tandis que l'ouverture rectangulaire de passage du disque de protection du socle comporte sur ses petits côtés des encoches pour le passage desdits ergots.

De la sorte, on peut notamment prévoir une dimension des petits côtés pour l'ouverture de passage qui empêche toute pénétration du doigt d'épreuve.

Les connecteurs unipolaires sont généralement utilisés par ensemble, chaque connecteur étant destiné à constituer un élément de connexion distinct et spécifique, comme par exemple un ensemble de cinq connecteurs dont l'un est destiné à constituer une prise de terre, un autre le neutre, et les trois autres des connexions de phases.

Dans ce cas, il est évidemment primordial que chaque fiche se connecte avec son socle correspondant.

Des simples rappels de couleurs peuvent s'avérer insuffisants alors que l'invention permet un véritable détrompage qui interdit toute connexion erronée.

A cet effet, selon un mode de réalisation, la broche de la fiche est entourée par un manchon cylindrique dans lequel vient s'introduire le disque de protection du socle, ledit manchon comportant sur sa paroi interne une nervure ou respectivement une entaille axiale, destinée à coopérer avec une entaille ou respectivement une nervure axiale correspondante aménagée à la périphérie du disque de protection du socle, les décalages angulaires étant égaux entre, d'une part, un plan longitudinal médian de la broche de la fiche parallèle à ses grands côtés avec un plan diamétral au manchon de ladite fiche passant par la nervure ou l'entaille dudit manchon et, d'autre part, un plan longitudinal médian de l'ouverture de passage du disque de protection du socle parallèle aux grands côtés dudit passage avec un plan diamétral du disque de protection passant par l'entaille ou respectivement la nervure de celui-ci.

Par exemple les décalages angulaires précités peuvent être sensiblement égaux à 30° ou un multiple de 30°. Les décalages pour cinq connecteurs distincts pouvant alors être respectivement de 30°, 60°,90°, 120° et 150°.

Il est ainsi impossible d'accoupler une fiche quelconque avec un autre socle que celui pour lequel elle est destinée.

Selon un mode réalisation le manchon de la fiche est pourvu d'un piston rétractable élastiquement destiné à venir au contact d'une collerette du socle et s'enclencher, après rotation de la fiche, dans une encoche de ladite collerette en position de connexion des contacts du socle et de la fiche afin d'empêcher toute rotation et donc toute déconnexion intempestive.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels :

• La figure 1 montre avec arrachement un connecteur selon l'invention dont le socle et la fiche sont en position prêts à être accouplés,
• La figure 2 montre en perspective le socle de connexion,
• La figure 3 montre également en perspective le socle de connexion mais sans son disque de protection,
• La figure 4 montre la fiche en vue frontale,
• La figure 5 montre la fiche de la figure 4 en perspective.
• Les figures 6A à 6E représentent en vues frontales cinq socles de connexion distincts destinés chacun à s'accoupler avec une fiche correspondante non représentée.

Un connecteur selon l'invention comporte un socle 1 actif, c'est-à-dire sous tension, et une fiche 2 munie d'une broche 3 de contact.

La figure 1 montre avec arrachement le socle 1 et la fiche 2 du connecteur en position prêts à être accouplés.

La broche 3 de la fiche 2 est destinée à coopérer après accouplement avec un contact 4 élastique à pression en bout aménagé dans le socle 1.

Le socle est en outre muni à son extrémité d'un disque de protection 5.

La broche 3 de la fiche présente une section droite sensiblement rectangulaire comme on peut notamment le voir sur les figures 1, 4 et 5, tandis que le disque de protection du socle est pourvu d'une ouverture de passage 6 de section rectangulaire qui correspond à la section droite précitée de la broche de la fiche.

Par ailleurs dans le mode de réalisation représenté la broche 3 de la fiche est pourvue de deux ergots latéraux 7 (figures 1, 4 et 5) destinés à coopérer avec des rampes 8 (figure 3) du socle pour un verrouillage après accouplement, du type à baïonnette.

L'ouverture de passage 6 du disque de protection du socle comporte sur ses petits côtés des encoches 9 (figure 2) pour le passage des ergots 7 de la broche 3 de la fiche.

La broche 3 de la fiche est en outre entourée par un manchon cylindrique 10 dans lequel vient s'introduire le disque de protection 5 du socle comme le montre plus particulièrement la figure 1.

On peut voir sur les figures 4 et 5 que le manchon cylindrique 10 est en outre muni d'une nervure longitudinale intérieure 11.

De manière correspondante le disque de protection 5 du socle est pourvu à sa périphérie d'une entaille 12 axiale comme le montrent bien les figures 2 et 6A à 6E.

Si dans le mode de réalisation représenté on a prévu une nervure sur la fiche et une entaille sur le socle il pourrait bien sûr s'agir de l'inverse.

Comme le montrent bien les figures 4 et 5 pour la fiche et la figure 2 pour le socle, les décalages angulaires sont égaux entre, d'une part, un plan longitudinal médian de la broche 3 de la fiche parallèle à ses grands côtés avec un plan diamétral au manchon 10 de ladite fiche passant par la nervure 11 dudit manchon et, d'autre part, un plan longitudinal médian de l'ouverture de passage 6 du disque de protection du socle parallèle aux grands côtés dudit passage avec un plan diamétral du disque de protection passant par l'entaille 12 de celui-ci.

De la sorte on crée un véritable détrompage qui permet d'interdire toute connexion d'une fiche et d'un socle incompatibles entre eux.

Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 6A ce décalage est de 30° (voir plus particulièrement les figures 4 et 6A pour respectivement la fiche et le socle).

Afin de prévoir un ensemble de connecteurs, par exemple un ensemble de cinq connecteurs dont l'un est destiné à constituer une prise de terre (figures 1 à 6A), un autre le neutre (figure 6E), et les trois autres des connexions de phases (figures 6B à 6D) il suffit de prévoir des décalages angulaires différents pour chaque connecteur comme le montrent bien lesdites figures 6A à 6E.

La figure 6A montre un socle en vue frontale correspondant au socle des figures 1 et 2 avec un décalage angulaire de l'entaille 12 tel que défini ci-avant de 30° tandis que les figures 6B à 6E montrent des socles avec des décalages angulaires de l'entaille 12 de respectivement 60°, 90°, 120° et 150°.

Pour correspondre aux cinq socles schématisés sur les figures 6A à 6E on a bien sûr prévu des fiches conjuguées dont les nervures 11 présentent des décalages angulaires correspondants.

Pour éviter des déconnexions intempestives, on peut en outre voir sur les dessins que le manchon cylindrique 10 de la fiche est pourvu dans cet exemple d'un piston 13 rétractable élastiquement (voir notamment les figures 1, 4 et 5).

Ce piston 13 est destiné à venir au contact d'une collerette 14 aménagée autour du socle (figures 1, 2, 3 et 6A à 6E) au cours de l'accouplement, se rétracter et venir, après rotation de la fiche et accouplement, dans une encoche 15 ménagée dans ladite collerette (figures 3 et 6A à 6E).

De la sorte, on verrouille en rotation la fiche et le socle qui ne peuvent être déverrouillée que par rétractation du piston 13 au moyen éventuellement d'un outil spécial.

D'autres particularités sont bien sûr prévues, comme par exemple un joint d'étanchéité aménagé sur le socle ou encore un couvercle destiné à venir recouvrir l'extrémité du socle et obturer ainsi son ouverture de passage 6 lorsque la fiche et le socle sont séparés.