FR2465332A1 - Connecteur electrique autoprotege contre toute deconnexion intempestive - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CONNECTEUR ELECTRIQUE AUTOPROTEGE CONTRE TOUTE DECONNEXION INTEMPESTIVE. CE CONNECTEUR ELECTRIQUE EST CONSTITUE D'UNE FICHE 1 ET D'UNE EMBASE 2 SUSCEPTIBLES D'ETRE SOLIDARISEES PAR UN DISPOSITIF DE FIXATION POUR FAIRE COOPERER DES BORNES DE CONTACT 3 ET 5 DONT LES CORPS ISOLANTS PRESENTENT CHACUN AU MOINS UN PASSAGE POUR AU MOINS UN CONDUCTEUR 4 ET 6 RELIE A UNE BORNE DE CONTACT ET DONT LE DISPOSITIF DE FIXATION EST ASSOCIE A UN DISPOSITIF DE VERROUILLAGE NE RECEVANT UN ORDRE DE DEVERROUILLAGE QUE LORSQU'UN DISPOSITIF DE DETECTION NE DECELE LA PRESENCE D'AUCUN COURANT SUR L'UN AU MOINS DES CONDUCTEURS. APPLICATION AUX CONNECTEURS ELECTRIQUES DE PUISSANCE.

Description

L'invention concerne un connecteur électrique autoprotégé contre toute déconnexion intempestive, xE ctest-A-dire un connecteur équipé d'un dispositif automatique, qui empêche la déconnexion du connecteur accouplé, > tant qu'une intensité de courant électrique ou qu'une tension électrique peut être décelée sur l'un des conducteurs du connecteur.

On connait déjà de nombreuses réalisations de connecteurs électriques, du type comprenant une embase et une fiche susceptibles d'hêtre solidarisées l'une à l'autre par un dispositif de fixation, par exemple à baionnette ou comportant un ensemble vis-écrou, pour faire coopérer des bornes de contact équipant la fiche et l'embase, dont les corps isolants présentent chacun au moins un passage pour au moins un conducteur électrique relié à une borne de contact.

Sur ces connecteurs connus, rien n'empêche positivement une déconnexion intempestive. Or, un connecteur électrique n'est ni un interrupteur, ni un contacteur, ni un sectionneur, et ses bornes de contact ne sont pas conçues pour remplir les fonctions imparties aux contacts électriques des trois types d'appareils précités.

L'opération de déconnexion doit s'effectuer hors tension, et alors qu'aucun courant d'intensité décelable ne parcourt l'un quelconque des conducteurs associés au connecteur.

Lors d'une déconnexion de connecteur, il faut
en fait protéger l'utilisateur, les informations qui cir
culent dans le connecteur et enfin le connecteur lui-même.

Deux dangers essentiels sont rencontrés lors
de telles opérations sur les connecteurs actuels
- l'effet d'arc électrique, dû à l'intensité
du courant qui traverse le connecteur, peut surprendre l'u
tilisateur et lui faire commettre une maladresse, l'isolant peut être détruit,-les bornes de contact érodées, et enfin,
il y a également risque d'explosion en milieu 'déflagrant.

- l'électrocution de l'opérateur, due à la
présence d'une tension entre deux points touchés par i'utili
sateur, tels qu'une borne de contact et la terre par exemple
Par la présente invention, on s'est proposé de remédier à ces graves inconvénients en concevant un connecteur électrique du type présenté ci-dessus, et autoprotégé contre toute déconnexion intempestive.

A cet effet, le connecteur selon l'invention se caractérise en ce que le dispositif de fixation est associé à un dispositif de verrouillage ne recevant un ordre de déverrouillage que lorsqu'un dispositif de détection ne décèle la présence d'aucun courant sur l'un au moins des conducteurs.

Ce n'est-qu'à la suite du déverrouillage, permis par l'absence de tension ou d'intensité sur l'un au moins des conducteurs du connecteur, que l'utilisateur aura la possibilité de manoeuvrer le dispositif de fixation de la fiche sur l'embase pour désolidariser ces dernières.

Selon l'invention, il est possible de traiter les informations procurées par le dispositif de détection dans un dispositif de commande du dispositif de verrouillage. Ce dispositif de commande peut être passif, c'est-à- dire fonctionner sans devoir être isolément alimenté en énergie, ou, au contraire, actif. Dans ce dernier cas, et selon l'invention, le déverrouillage ne peut être commandé que si le dispositif de commande est effectivement et convenablement alimenté en énergie, ce qui augmente la sécurité.

Dans le même but, on peut prévoir que-le déverrouillage ne puisse être commandé que si une clé est associée au connecteur, cette clé pouvant assurer l'alimenté tation en énergie nécessaire à la commande du déverrouillage.

Dans une forme préférée de réalisation, la clé renferme également le dispositif de commande, qui est relié aux dispositifs de détection et de verrouillage lorsque la clé est associée au connecteur.

En plus d'une sécurité accrue, les avantages procurés par une telle réalisation sont multiples, puisque seule la personne responsable, munie de la clé, peut déconnecter si les conditions le permettent, une seule clé pouvant servir pour tout un ensemble de connecteurs. La clé peut procurer l'énergie indispensable-pour obtenir le déverrouillage, sans provoquer de perturbation sur le réseau des conducteurs liés au connecteur, dont la conception est facilitée et l'encombrement limité puisqu'un maximum de nouvelles fonctions peuvent être jouées à l'extérieur de sa structure.

Dans ces modes de réalisation d'un connecteur autoprotégé que l'on interroge au moyen d'une clé pour savoir si la déconnexion est possible, il est clair que les trois conditions présentées ci-desaus doivent être simultanément remplies pour pouvoir déconnecter, à savoir
- présence de la clé sur le connecteur
- alimentation du dispositif de commande
- absence de tension ou d'intensité électrique sur l'un au moins des conducteurs.

Afin d'empêcher que l'utilisateur puisse forcer le connecteur en position verrouillée pour désolidariser la fiche de l'embase, le dispositif de verrouillage du connecteur selon l'invention comprend un dispositif d'embrayage susceptible de solidariser ou de désolidariser la fiche à ou de l'embase éventuellement par l'intermédiaire d'un élément mécanique, selon que respectivement le dispositif de détection ne décèle pas ou décèle la présence d'un courant dans l'un des conducteurs, afin respectivement de permettre ou de ne pas permettre la manoeuvre du dispositif de fixation par l'utilisateur.

Selon certains modes de réalisation, le dispositif de détection est sensible & l'intensité du courant électrique circulant dans l'un au moins des conducteurs, tandis que selon d'autres modes de réalisation, le dispositif de détection est sensible à la présence d'une tension électrique entre différents conducteurs ou entre l'un au moins de ces derniers et la terre.

Pour déceler l'intensité du courant dans un conducteur, le dispositif de détection peut comprendre une poudre électromagnétique, sensible au champ magnétique régnant autour du conducteur, et figée par ce champ pour constituer ldispositif a' embrayage par exemple d'1-e bague folle du dispositif de verrouillage sur la fiche ou l'embase, de sorte que le dispositif de fixation puisse être manoeuvré par l'utilisateur. Le dispositif d'embrayage peut également comprendre un cliquet susceptible d'être entrainé en position de solidarisation par exemple d'une telle bague folle sur la fiche ou l'embase si aucun courant n'est décelé, sous l'effet d'un circuit de commande magnétique, éventuellement disposé dans la clé.

Pour déceler l'intensité du courant, le dispositif de détection peut également comprendre au moins une sonde de Hall sensible au champ magnétique régnant autour du conducteur, la tension de Hall délivrée par la sonde constituant la tension de sortie du dispositif de détection.

Chaque sonde de Hall est avantageusement disposée dans un entrefer usiné dans au moins un tore de matériau magnétisable sans hystérésis entourant chaque conducteur, afin de concentrer les lignes de champ magnétique.

Pour déceler une tension électrique entre différents conducteurs ou entre l'un d'eux au moins et la terre ou la masse, le dispositif de détection est un circuit électronique à haute impédance décelant une fraction de la tension entre l'un au moins des conducteurs et un neutre fictif.

Cette dernière est avantageusement redressée par un pont redresseur à diodes branché sur un sommateur dont le signal de sortie est communiqué à un amplificateur opérationnel commandant un circuit de puissance pour manoeuvrer le dispositif de verrouillage.

Le dispositif de détection peut également délivrer des impulsions de tension, commandant les basculements d'au moins une électrode mobile d'un dispositif de commutation à électrets, s'il comprend au moins une bobine d'induction sensible au courant parcourant chaque conducteur afin de déceler l'intensité du courant dans le conducteur, ou s'il comprend un dispositif-de redressement, par exemple à diodes, aux bornes duquel est appliquée toute tension électrique entre l'un au moins des conducteurs et un neutre fictif, afin de déceler la tension électrique entre différents conducteurs ou entre l'un d'entre eux et la masse ou la terre.

L'une au moins des électrodes mobiles du dispositif de commutation à électrets peut être constituée sous la forme d'une lame métallique assurant directement le verrouillage ou le déverrouillage du connecteur, mais de préférence le dispositif de commutation à électrets pilote un interrupteur d'un circuit de puissance commandant le déverrouillage.

Quant au dispositif de verrouillage, il peut être constitué sous la forme d'un dispositif à clipsage, comportant une pluralité de griffes élastiques venant s'en- cliqueter derrière un redan, ou plus simplement d'un dispositif à clavette. Il peut également être obtenu au moyen d'un dispositif à baïonnette dont la rainure hélicoïdale débouche dans une rainure circulaire qui est, soit plus profonde que la rainure hélicodale, et dans laquelle un doigt est élastiquement poussé, en position de verrouillage après déplacement dans la rainure hélicodale, ce doigt étant escamotable pour permettre le déplacement inverse en position de déverrouillage, soit de même profondeur, un sabot escamotable à pan incliné étant poussé élastiquement en saillie à la jonction des deux rainures, de façon à s'effacer au passage d'un doigt de verrouillage de la rainure hélicoidale dans la rainure circulaire, en position de verrouillage, et à empêcher le déplacement inverse, en position de déverrouillage, sauf si l'escamotage du sabot est commandé.

Avantageusement, selon l'invention, le déverrouillage est commandé par un électro-aimant.

Enfin, le connecteur peut présenter un témoin indicateur de la position déverrouillée du dispositif de verrouillage, par exemple un témoin lumineux, éventuellement porté par la clé, et qui s'allume s'il est possible de må- noeuvrer le dispositif de fixation pour déconnecter.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples particuliers de réalisation qui seront décrits ci après, à titre non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles
- la figure 1 représente une-vue schématique
d'un premier dispositif automatique équipant un connecteur
autoprotégé, dont le dispositif de détection est sensible à
l'intensité du courant circulant dans un conducteur,
- la figure 2 représente une demi-vue en coupe axiale selon II-II de la figure 3 du connecteur équipé du dispositif selon la figure 1,
- la figure 3 représente une vue extérieure du connecteur, selon la flèche F de la figure 2,
- la figure 4 représente une vue extérieure de l'embase du connecteur selon les figures 2 et 3, en position déverrouillée,
- la figure 5 représente une vue schématique d'un second dispositif automatique, équipant un autre connecteur autoprotégé, dont le dispositif de détection est sensible à la tension électrique entre différents conducteurs ou entre l'un d'entre eux et la masse ou la terre,
- la figure 6 représénte une demi-vue en coupe axiale selon VI-VI sur la figure 8 du connecteur équipé selon la figure 5,
- la figure 7 représente une vue extérieure, selon F de la figure 6, de la bague de déverrouillage du connecteur selon la figure 6,
- les figures 8 et 9 représentent respectivement des vues selon F' de la figure 6 et de dessus de l'embase du connecteur selon la figure 6,
- la figure 10 représente schématiquement et partiellement un autre dispositif automatique détectant la tension et comprenant un relai à électrets,
- la figure 11 représente, de façon analogue, encore un autre dispositif muni d'un relai à électrets, mais détectant l'intensité,
- la figure 12 représente une variante de réalisation d'une partie d'un dispositif de verrouillage analogue à celui représenté sur la figure 2,
- la figure 13 représente, toujours schématiquement, un connecteur équipé d'une bague débrayable pour empêcher toute déconnexion forcée,
- les figures 14, 15 et 16 représentent d'autres dispositifs de verrouillage,
- les figures 17, 18 et 19 représentent des dispositifs de verrouillage à baionnette comprenant un élément escamotable déplacé par un électro-aimant pour permettre le déverrouillage,
- enfin, la figure 20 représente un dispositif d'embrayage å électrets pour bague folle empêchant toute déconnexion force.

Sur la figure 1, on a représenté un connecteur constitué d'une fiche 1, susceptible d'être solidarisée à une embase 2, par exemple par insertion d'une partie tubulaire antérieure de la fiche 1 dans un logement correspondant sur la face antérieure de l'embase 2, la fiche 1 et l'embase 2 présentant chacune un corps isolant dans lequel sont respectivement reçues des bornes de contact telles que 3, par exemple de type mâle, dont l'extrémité postérieure est reliée & des conducteurs tels que 4, et des bornes de contact telles que 5, de forme correspondante, par exemple de type femelle, dont l'extrémité postérieure est reliée à des seconds conducteurs tels que 6, les extrémités antérieures des bornes 3 et 5 coopérant pour assurer la connexion lorsque la fiche 1 est montée sur l'embase 2.Dans le corps isolant de l'embase 2, un tore de ferrite 7 entoure chaque conducteur tel que 6, afin de concentrer les lignes du champ magnétique régnant autour du conducteur 6, lorsque ce dernier est parcouru par un courant électrique, ce champ magnétique étant directement proportionnel à l'intensité du courant électrique.

Les tores de ferrite 7 sont par exemple réalisés à partir de ferrite commercialisée sous la dénomination "T 26", et usinés par ultra-sons du fait de la grande dureté et de la grande fragilité de ce matériau qui ne présente pas de remanence magnétique. Une sonde de Hall 8, par exemple du type "SBV 566" de la société SIEMENS, est disposée avec un jeu minimum dàns un entrefer de faible largeur usiné dans chaque tore 7, afin d'éviter des pertes importantes de sensibilité. Les sondes de Hall 8 sont alimentées en courant électrique de 25 mA d'intensité, délivré par un générateur 9 de courant rectangulaire à 20 KHz oscillant entre -12 V et + 12 V, tensions d'alimentation fournies par un bloc d'alimentation générale 10, auquel le générateur 9 est connecté. Si le courant qui parcourt le conducteur 6 est alternatif, et compte tenu du fait que la tension de Hall , qui constitue le signal de sortie du détecteur d'intensité que constitue chaque sonde de Hall 8, est proportionnelle au courant, qui alimente la sonde de Hall 8, et & l'induction du champ magnétique dans le tore 7, il se produit un phé noumène de battements de la tension de Hall. Si, par contre, le courant dans le conducteur 6 est continu il se produit éventuellement une inversion de phase.

Dans tous les cas, la tension de Hall délivrée par la sonde 8 est appliquée aux bornes d'un pont redresseur à diodes 11 qui communique des impulsions positives de +12 V à un amplificateur 12 relié à un amplificateur sommateur 13 pilotant un circuit de puissance destine à commander le déverrouillage d'un dispositif de verrouillage.Celuici comprend une bague 14, portée par la fiche 1 ainsi qu'une pluralité de griffes élastiques 15, portées par la bague 14, et susceptibles de venir s'encliqueter élastiquement derrière un redan 16 porté par l'embase 2, un sabot 17 venant soulever les griffes 15, pour libérer le verrouillage ainsi obtenu, lors de son déplacement vers la partie antérieure de l'embase 2 sur laquelle le sabot 17 coulisse, sous la poussée du plongeur d'électro-aimants 18, dont les bobines sont alimentées par le circuit de puissance lorsque le transistor 19 conduit, ce qui est le cas de's que le transistor 19 n'est plus bloqué par un signal délivré par l'amplificateur 13, c'est-à-dire dès qu'aucun courant ne circule plus dans les conducteurs 6, ou, tout au moins, dès que l'intensité de ce courant est inférieure au seuil de détection, qui est de l'ordre de 100 mA pour un tel dispositif magnétique de détection. Le dispositif électronique constitué du générateur 9, du pont redresseur 17, du sommateur 12, de l'amplificateur 13 et du transistor 19, qui est situé en aval du dispositif magnétique de détection constitué par la sonde de Hall 8 et le tore de ferrite 7, et qui traite les informations qu'il en reçoit, constitue un dispositif actif de commande du dispositif de verrouillage. En cas de défaut d'alimentation de ce dispositif actif de commande, par exemple si le-bloc d'alimentation 10 est disposé dans une clé 20 non associée au dispositif, il n'est pas possible de commander le déverrouillage, car le plongeur de l'4lectro-aimant et le sabot 17 sont rappelés élastiquement en position initiale, ce qui ne s'oppose pas au verrouillage des griffes 15 derrière le redan 16.

Dans ce cas2 ce n'est qu'après association de la clé 20 au connecteur, que le dispositif électronique de commande, alimenté, interrogera la sonde et commandera ou non le déverrouillage. Si le déverrouillage est commandé, un témoin lumineux 21, porté par la clé, indiquera à l'opé- rateur que la déconnexion est possible.

Sur les figures 2 à 4, on retrouve un connecteur dont la fiche 1 porte la bague 14 entourant la partie antérieure 22 de la fiche 1, cette partie 22 étant introduite dans la partie antérieure de l'élément tubulaire 23 de l'embase 2, en position de connexion. L'embase 2 comprend un corps isolant 24 dont une partie, représentée en vue éclatée sur la figure 1, est traversée par un logement 25 destiné à recevoir une borne de contact ainsi que l'extrémité du conducteur qui est reliée à cette dernière. Dans une partie postérieure élargie du logement 25, se trouve disposés un tore de ferrite 7 et une sonde de Hall reçue dans un entrefer du tore 7.Le corps isolant 24 est fixé dans la partie postérieure de l'élément tubulaire 23, qui est soudé à une plaque d'appui 252 présentant un épaulement de centrage sur une paroi support 26, et par laquelle l'embase 2 est fixée à cette paroi support 26. Quatre passages axiaux 27, prévus dans la plaque d'appui 25, sont traversés chacun par l'un des quatre pieds 28 d'un sabot de déverrouillage 29, monté coulissant le long de la surface externe de l'élément tubulaire 23, dont la partie antérieure présente un redan externe 30, limitant le déplacement du sabot 29 vers la bague 14.Cette dernière est constituée d'une couronne externe 31 et d'une couronne interne 32, entre lesquelles sont retenus les pieds 33 de quatre griffes élastiques 15, également réparties à 900 l'une de l'autre autour de la fiche 1, et dévalées de 450 par rapport aux passages 27 et aux pieds 28 du sabot 29, qui sont, de même, également répartis sur le pourtour de l'embase 2. En venant s'encliqueter derrière le redan 30 de l'élément tubulaire 23, les griffes élastiques 15 assurent le verrouillage du montage de la fiche 1 sur l'embase 2, un ressort 34, en appui, d'une part, contre la plaque d'appui 25, et, d'autre part, contre un disque annulaire 35 emmanché sur les pieds 28 du sabot 29, venant repousser ce dernier vers la partie postérieure de l'embase 2.Le disque annulaire 35 est fixé sur une extrémité de chacun des plongeurs 36 de deux électro-aimants 18 simultanément alimentés par le circuit de puissance, piloté par le dispositif électronique de commande de la figure 1, lorsqu'aucun courant n'est décelé sur les conducteurs par chaque sonde de Hall. Les deux électro-aimants sont logés, en position diamétralement opposée, dans un boitier constitué d'une coque externe 37, reliée à une coque interne 38 portée par la partie postérieure de l'embase 2, par une entretoise 39 présentant deux encoches axiales pour le passage des électro-aimants 18 qui sont en appui sur deux plats 40 de la coque interne 38.

Lorsque le circuit électronique de la figure 1, dont les composants sont disposés sur la face postérieure de l'entretoise 39, commande le déverrouillage, les plongeurs 36 des électro-aimants 18 alimentés repoussent, grâce au disque 35, le sabot 29 à l'encontre du ressort 34, vers les griffes 15, qui sont soulevées et ne sont plus encliquetées derrière le redan 30. L'opérateur peut ensuite à sa volonté procéder à la déconnexion de la fiche 1 et de l'em- base 2 sans danger puisqu'aucun courant ne parcourt les conducteurs.

Le mode de réalisation considéré présente l'avantage que le dispositif électronique de traitement des informations provenant dela sonde est isolé électriquement des bornes de contact à protéger. De plus, le dispositif de détection ne consomme aucune énergie tirée du courant transmis par les conducteurs, et il ne perturbe pas le signal transmis par ces derniers.

Sur la figure 5, la présence d'une tension électrique sur trois conducteurs d'un connecteur non représenté, est décelée au niveau des bornes de contact de l'embase par exemple, par les lignes 41 sur lesquelles est disposée une résistance 42 de forte valeur, qui donne au circuit électronique une grande impédance d'entrée.

La sortie de la résistance 42 est reliée à un pont à diodes 43, 44, relié aux bornes d'alimentation +12 V et -12 V, entre lesquelles on crée un neutre fictif 45. Le branchement est ainsi effectué entre chaque borne de contact et la masse, et la présence de tension sur chaque conducteur est décelée par la détection d'une fraction de cette tension à la sortie du pont à diodes 43, 44.

Ces fractions de tension sont redressées par le circuit, que la tension entre la masse et les conducteurs soit continue ou alternative.

De la sorte, même une tension isolée de la masse est détectée. Un sommateur 46 prend ensuite en compte la somme de la valeur absolue des fractions de tensions redressées, et se trouve relie à un amplificateur opérationnel 47 qui bloque ou rend conducteur un transistor 48 faisant office d'interrupteur d'un circuit de puissance alimentant un électro-aimant 49 de manoeuvre du dispositif de verrouillage, dont le déverrouillage est commandé lorsque le circuit ne détecte plus aucune tension sur les conducteurs.Dans ce dispositif, qui fonctionne pour toutes les fréquences susceptibles de parcourir des conducteurs connectés, et pour des tensions allant de 10 Volts & plus de 500 Volts, il est à noter que tous les éléments peuvent être disposés dans une clé, exceptés l'électro-aimant 49 disposé sur l'embase du connecteur, et des portions des lignes 47 reliées aux bornes de contact de l'embase.

Une telle clé peut être raccordée au connecteur, de façon en soi connue, par une prise DIN par exemple, ou.

au moyen d'un autre petit connecteur, assurant le transport de l'information, le traitement étant effectué dans la clé, et assurant également la commande de l'électro-aimant si le déverrouillage est permis.

il est bien sdr également possible d'associer les deux dispositifs de détection, sensibles à l'intensité (figure 1) et à la tension (figure 5), pour commander un unique dispositif de verrouillage équipant un connecteur, la protection étant ainsi renforcée.

Sur les figures 6 à 9, on a représenté un connecteur équipé d'un dispositif de verrouillage du type "pousseclavette", différent de celui du type " & clipsage" équipant
les le connecteur selon figures 1 à 4, mais susceptible d'être manoeuvré de la même façon par un électro-aimant piloté à partir de l'un ou l'autre des deux dispositifs de détection ci-dessus décrits.

Le connecteur selon les figures 6 à 9 comprend une embase dont le corps isolant 51, percé de passages non représentés, dans lesquels sont logées les bornes de contact reliées aux conducteurs à connecter, est retenu dans un élément tubulaire 52 solidaire, dans sa partie médiane d'une plaque d'appui 53 par laquelle le connecteur est fixé à une cloison-support 54. Le connecteur comprend également une fiche 55, dont la partie antérieure est introduite dans la partie antérieure 64 de l'élément tubulaire 52, en position de connexion, de sorte que les corps isolants de la fiche et de l'embase soient en bout l'un de l'autre, séparés par un joint d'étanchéité 56, les bornes de contact étant alors en position de coopération.La fiche 55 est entourée d'une bague 57, présentant une partie postérieure 58 de plus grand diamètre interne et externe, dont les déplacements vis- & vis de la fiche 55 sont limités par une butée radiale interne, et une partie antérieure 59 de plus petit diamètre externe, et dont le diamètre interne est, sur un secteur circulaire 60, supérieur. ce qu'il est sur le reste du périmètre, correspondant au secteur circulaire 61, sur lequel la bague 57 présente deux tétons 62 diamétralement opposés. Une ouverture 63 est enfin ménagée dans la partie antérieure 59 de la bagué 57.Sur la face externe de la partie antérieure 64 de l'embase, sont prévues deux rainures hélicoIdales 65 et 66; destinées à recevoir les tétons 62 de la bague 57 pour constituer avec eux un dispositif de verrouillage à baïonnette d'un type bien connu. Mais, de plus, il est prévu dans la partie antérieure 64 de l'embase, une rainure axiale 67 débouchant sur la face antérieure, dans laquelle une clavette 68 étant commandée par une tige 69, traversant un manchon de guidage 70, porté sur la face externe de l'élément -tubulaire 52, ainsi que la base de la plaque d'appui 53 sur l'élément 52, et la tige 69 est directement rattachée à son extrémité postérieure sur le plongeur 71 d'un électro-aimant de manoeuvre 72, qui est supporté par l'embase, de façon non représentée ici.

La fiche 55 ayant été montée sur l'embase, et la bague 57 ayant été fixée sur la partie 64 de l'embase par le dispositif de fixation à baionnette, si une tension est détectée sur un conducteur par un dispositif selon la figure 5, l'électro-aimant 72 n'est pas alimenté de sorte que le plongeur 71 et la tige 69 sont poussés vers la bague 57 par des moyens élastiques non représentés. La clavette 68 est alors poussée à l'intérieur de l'ouverture 63 de la partie antérieure 59 de la bague 57.

Le dispositif de fixation à balonnette est alors verrouillé. Ce n'est qu'en l'absence de tension sur les conducteurs que 1'électro-aimant 72 est alimenté : son plongeur 71 tire alors la tige 69 et la clavette 68 vers l'arrière, ce qui déverrouille le dispositif à balonnette. L'utilisateur peut ensuite déconnecter.

Lors de la rotation de la bague 57 en vue de la déconnexion, la course de la clavette est alors limitée au secteur circulaire 60.

Selon un montage schématisé sur la figure 10, il est également possible de détecter la tension sur un conducteur au moyen d'un dispositif de commutation à électrets, de type connu en soi. Les électrets sont des diélectriques porteurs de charges électriques, ou d'une polarisation çasi- permanente, et qui constituent des équivalents électrostatiques de l'aimant, c'est-à-dire qu'ils sont capables de créer un champ électrique permanent dans l'espace qui les entoure.Les dispositifs de commutation à électrets connus, qui mettent en oeuvre le phénomène d'instabilité mécanique d'un électret placé dans un condensateur, sont constitués d'une électrode fixe, dont l'électret est solidaire, et d'un -élément mobile constituant l'autre électrode, qui se présente sous la forme d'une lame-métallique. Selon la valeur et le signe de la tension appliquée entre les deux électrodes, l'électrode mobile est, soit attirée et appliquée contre l'électret, soit repoussée de l'électret. Si la tension est supprimée, le commutateur reste dans une position qui est stable. Si la tension prend une valeur opposée à la première valeur considérée, le commutateur passe dans l'autre position, qui est conservée après suppression de la tension.

Le commutateur à électret considéré est donc un commutateur possèdant deux positions d'équilibre stable, et il est pos sible de le faire passer d'une position à l'autre en appliquant des impulsions de tension aux deux électrodes. En appliquant la tension détectée entre un conducteur 73 et la terre, aux bornes d'entrée d'un pont redresseur à diodes 74, dont l'une des bornes d'entrée est reliée à une borne de contact 75 & laquelle le conducteur 73 est connecté, tandis que l'autre borne d'entrée du redresseur 74 est mise à la terre, et en reliant chacune des bornes de sortie du redresseur 74 à l'une des électrodes d'un commutateur à électrets 76, avec interposition d'un montage en parallèle d'une diode Zener 77 et d'une résistance 78 entre les deux bornes de sortie du redresseur 74, on commande les déplacements de l'électrode mobile 79 du commutateur à électrets 76, de manière à fermer ou ouvrir un interrupteur d'un circuit de puissance (non représenté) selon que l'on ne détecte pas ou que l'on détecte une tension entre le conducteur 73 et la terre, le circuit de puissance alimentant, par exemple comme précédemment décrit, au moins un électro-aimant de manoeuvre du dispositif de verrouillage.Dans cet exemple comme dans les exemples décrits ci-dessus relativement à la détection de tension, il est possible de piloter le dispositif de verrouillage de façon à interdire toute déconnexion du connecteur en détectant la tension entre un conducteur au moins et la terre, entre deux conducteurs dont chacun est connecté à l'une des deux bornes de contact coopérant entre elles dans le connecteur, entre deux conducteurs quelconques reliés au connecteur, ou entre deux conducteurs arrivant, le cas échéant, sur une même borne.

Au moyen de commutateurs à électrets, il est également possible de détecter l'intensité d'un courant parcourant un conducteur.

Comme cela est représenté sur la figure 11, le dispositif de détection peut comprendre un bobinage 80, réalisé avec le conducteur 81 lui-même, si ce dernier est très fin, ou bien connecté par une de ses extrémités au conducteur 81, le bobinage 80 étant relié à l'une des bernes de contact du connecteur, et constituant l'enroulement primaire d'un transformateur, dont un second bobinage 82, associé au premier dans le connecteur constitue l'enroulement secondaire, aux bornes duquel on detecte des impulsions de tension égale ou supérieure å 58 Volts lorsqu'un courant se met à parcourir, on cesse de parcourir le conducteur 81.Ces impulsions de tension sont redressées dans le redresseur 83 relié à un sommateur 84 et aux deux électrodes fixes 85 et 86, portant des électrets, d'un commutateur double, dont l'électrode mobile 87, réalisée sous la forme d'une lame métallique, est déplacée vers l'une ou l'autre des électrodes fixes 85 et 86 pour venir en contact de l'une ou de l'autre de deux bornes 88 et 89 reliées à une borne 90 d'un circuit de puissance (non représenté? au travers des deux diodes 91, tandis que l'électrode mobile 87 est reliée à l'autre borne 92 du circuit de puissance, commandant comme précédemment la manoeuvre du dispositif de verrouillage.

Ce dernier peut être du type comprenant une clavette déplacée par un électro-aimant, ou encore du type comprenant des griffes élastiques encliquetées derrière un redan, comme représenté sur la figure 2, avec une position encliquetée des griffes 15 maintenue grâce à une lame-ressort 93 prenant appui, par sa partie centrale, contre une collerette 94 de la fiche 1, et, par sa périphérie, contre un clip 95 monté dans la bague i4, de sorte que la bague 14 est rappelée vers la partie postérieure de la fiche 1, ce qui maintient les griffes 15 derrière le redan 30 de l'embase 2.Mais, il est également possible d'utiliser des griffes élastiques 95 ayant une tête de section conique, complémentaire de la section également conique du redan 96, derrière lequel les griffes 95 sont positivement verrouillées par une coiffe de verrouillage 97 poussée par un ressort et entourant les griffes 95, la coiffe de verrouillage 97 étant tirée par un électro-aimant de façon à ne plus entourer les griffes 95, gui peuvent être dégagées de derrière le redan 96 par une manoeuvre de l'opérateur préalablement à la déconnexion ou lors de cette dernière opération. il est également possible de se servir du déplacement de l'électrode mobile du commutateur à électrets pour agir directement sur un dispositif de verrouillage.Mais, comme les efforts mis en jeu sont faibles et que le déplacement de l'électrode mobile est limité, et comme, de plus, la force électrostatique créée par l'électret sur l'électrode mobile est toujours attractive, il est nécessaire d'exercer sur cette dernière une force de rappel d'origine mécanique, par exemple créée par un ressort, qui permet de passer très rapidement d'un état à un autre. il est donc possible et préférable de piloter par l'électrode mobile une bascule bistable mécanique assurant le verrouillage.Afin d'améliorer la sécurité, en empêchant qu'il soit possible de forcer un connecteur mécaniquement bloqué, en position verrouillée, lorsqu'on a détecté une tension ou une intensité de courant électrique dans le connecteur, il est préférable, comme cela est représenté sur la figure 13, d'ajouter aux deux éléments de base du connecteur que sont la fiche 98 et l'embase 99, une bague 100, enveloppant au moins le dispositif de fixation 101 de la fiche 98 sur l'embase 99, par exemple un dispositif à vis et écrou, ou à baronnette, et associée à un dispositif d'embrayage sur l'élément, par exemple l'embase 99, par lequel la bague 100 est portée, de sorte que la bague 100 est débrayée et peut être manipulée sans risque de déconnexion lorsqu'une intensité ou une tension électrique est décelée, et que la bague 100 est embrayée sur l2élément considéré, dans le cas contraire, pour permettre la déconnexion. Un tel système d'embrayage peut comporter, comme montré sur la figure 13, un doigt 102, rappelé élastiquement en position de déverrouil- lage et poussé en position de verrouillage par un électroaimant.

De manière générale, on peut utiliser comme dispositif d'embrayage, des systèmes analogues à ceux envisageables comme dispositif de verrouillage, par exemple à clip 103 articulé sur l'un des éléments 104 (fiche, embase ou bague) et élastiquement poussé en position de verrouillage ou d'embrayage sur un autre des éléments 105 du connecteur, par sa tête qui se bloque derrière une butée, le déverrouillage pouvant être commandé par un circuit magnétique extérieur, appartenant par exemple à la clé, ou, le cas échéant, le débrayage pouvant être commandé, dès la détection-d'un courant, par la poussée d'un plongeur d'un électro-aimant contre le ressort assurant l'embrayage.

Sur la figure 15, on a représenté un dispositif de verrouillage qui constitue simultanément le dispositif de détection d'une intensité de courant : ce dispositif comprend de la poudre électromagnétique 106, disposée entre deux éléments de base du connecteur, 107 et 108, dans l'espace annulaire ainsi défini, dont l'épaisseur ne peut être annulée par écrasement et déplacement de la poudre 106, grâce des barreaux longitudinaux rigides 109, liés à l'un des éléments, par exemple à 107. La poudre électromagnétique 106 est sensible au champ magnétique créé par le passage d'un courant d'intensité suffisamment élevé dans le conducteur, et se fige & cette occasion pour solidariser en rotation les deux éléments 107 et 108.

Par suite, la commande de la rotation de l'été ment 107, et donc des barreaux 109 qui lui sont liés, entraîne celle de la poudre 106 figée, et donc celle de l'élément 108.

Sur la figure 16, le dispositif de verrouillage ou d'embrayage, selon la solution retenue, comprend un cliquet 110, articulé sur l'un des éléments.111, et qui se trouve respectivement poussé par le ressort 112 en position de verrouillage dans le logement prévu dans l'élément 113, ou tiré par le ressort 112 en position de débrayage vis-àvis de l'élément 113, le déverrouillage ou l'embrayage, selon le cas, s'effectuant grâce à un circuit magnétique 114 extérieur, pour respectivement repousser ou attirer le cliquet 110 vis-à-vis du logement de l'élément 113 lorsqu'aucun courant n'est plus détecté.

Sur les figures 17 et 18, on a représenté un dispositif de verrouillage à balonnette, dans lequel la rainure hélicoidale 115, pratiquée dans l'un des éléments du connecteur, débouche dans une rainure circulaire 116, plus profonde, pratiquée dans ce même élément. Dans l'autre des éléments du connecteur- qui coopère avec celui présentant les rainures 115 et 116, un doigt escamotable 117 est logé de telle sorte qu'un ressort 118 l'applique constamment contre le fond des rainures 115 et 116 lors du montage l'un
sur l'autre des deux éléments considérés du connecteur. En
position verrouillée, le doigt 117 s'applique contre le fond
de la rainure 116 la plus profonde, et toute déconnexion est
impossible puisque le doigt 117 ne peut être guidé en sens inverse dans la rainure hélicoidale 115.Le déverrouillage est commandé par l'alimentation d'une bobine 119, entourant le doigt 117, de telle sorte que ce dernier soit repoussé contre le ressort 118, ce qui autorise le passage du doigt 117 escamoté et la rainure circulaire 116 à la rainure héli cotidale 115, et donc la déconnexion.

On peut également utiliser un dispositif de verrouillage à baonnette, dans lequel la rainure hélico5- dale débouche dans une rainure circulaire de même profondeur.

Dans ce cas, comme cela apparaît sur la figure 19, le dispositif peut comprendre un sabot escamotable 120, disposé dans l'élément dans lequel sont pratiquées la rainure hélicoidale 121 et la rainure circulaire 122, et au débouché de ces rainures l'une dans l'autre, le sabot 120 présentant un pan incliné 123 du côté de la rainure hélicoidale 121, de façon à s'escamoter dans son logement contre un ressort 124, sous la poussée du têton 125, solidaire de l'autre élément de connecteur, lorsqu'il est guidé dans la rainure hélicoidale 121 à la connexion, et de façon à venir en relief entre les deux rainures, pour empêcher tout recul du têton 125, å partir du moment oA ce dernier est passé dans la rainure circulaire 122, la déconnexion n'étant possible qu'après l'escamotage du sabot 120 dans son logement, commandé par l'alimentation de la bobine 126 entourant un plongeur 127 solidaire du sabot 120.

Enfin, sur la figure 20, on a représenté une réalisation dans laquelle un dispositif à détection de tension, comprenant une pluralité d'électrets, comprend simulta nkment les moyens d'un dispositif d'embrayage d'une bague 128, dont la face interne présente des crans, sur un élément 129, fiche ou embase, dont la face externe est recouverte d'électrets, et porte des lames métalliques 130, constituant autant d'électrodes mobiles de relais à électrets, qui, en position de repos, viennent élastiquement dans les crans de la bague 128 pour assurer l'embrayage autorisant la connexion et la déconnexion, et qui, lorsqu'une tension est détectée, sont attirées vers les électrets de l'élément 129 pour assurer le débrayage.

il est clair que, moyennant des adaptations à la portée de tout homme de métier, les différents dispositifs de verrouillage entre une fiche et une embase, éventuellement par l'intermédiaire d'une bague, décrits ci-dessus, peuvent être aménagés en dispositifs d'embrayage entre une bague et l'un ou l'autre des deux autres éléments fiche ou embase, selon la structure du connecteur.

il faut, de plus, noter que certains dispositifs automatiques à détection d'intensité sont susceptibles d'être combinés avec des dispositifs à détection de tension, de sorte qu'il est possible d'obtenir une double sécurité interdisant la déconnexion.

Selon l'invention, on peut donc obtenir des connecteurs électriques effectivement et efficacement protégés contre toute déconnexion intempestive. Appliquée aux connecteurs de puissance, l'invention permet de réaliser des connecteurs pour courants continus ou alternatifs, dont la fréquence varie de 25 à 1000 Hz, avec une tension de 50 à 380 V et une intensité de 1 à 300 ampères par classe, ne prélevant que peu de puissance, en régime permanent, respectant toutes les contraintes propres aux connecteurs connus sur les plans de l'étanchéité, de la corrosion et des vibrations, utilisables et déconnectables dans une large gamme de température, et dont l'encombrement, malgré la présence des dispositifs de détection, de traitement de l'information, de verrouillage, et, le cas échéant, d'alimentation, ne dépasse pas de 20% les volumes des connecteurs connus.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1/ Connecteur électrique comprenant une embase et une fiche susceptibles d'être solidarisées l'une à l'autre par un dispositif de fixation pour faire coopérer des bornes de contact équipant la fiche et l'embase, dont les corps isolants présentent chacun au moins un passage pour au moins un conducteur électrique relié à une borne de contact, caractérisé en ce que le dispositif de fixation est associé à un dispositif de verrouillage ne recevant un ordre de déverrouillage que lorsqu'un dispositif de détection ne décèle la présence d'aucun courant sur l'un au moins des conducteurs.

2/ Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations procurées par le dispositif de détection sont traitées par un dispositif de commande du dispositif de verrouillage.

3/ Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande est actif, et en ce que le dispositif de verrouillage ne peut être déverrouillé que si le dispositif de commande est alimenté en énergie.

4/ Connecteur selon l'une des revendications 1 å 3, caractérisé en ce que le déverrouillage du dispositif de verrouillage ne peut être commandé que si une clé est associée au connecteur.

5/ Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la clé assure l'alimentation en énergie nécessaire à la commande du déverrouillage.

6/ Connecteur selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la clé renferme le dispositif de commande, qui est relié aux dispositifs de détection et de verrouillage lorsque la clé est associée au connecteur.

7/ Connecteur selon l'une des revendications 7 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comprend un dispositif d'embrayage susceptible de solidariser ou de désolidariser la fiche à ou de l'embase, éventuellement par l'intermédiaire d'un élément mécanique, selon que respectivement le dispositif de détection ne décèle pas ou décèle la présence d'un courant dans l'un des conducteurs, afin respectivement de permettre ou de ne pas permettre la manoeuvre du dispositif de fixation par l'utilisateur.

8/ Connecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de détection est sensible å l'intensité du courant circulant dans l'un au moins des conducteurs.

9/ Connecteur selon l'une des revendications 1 å 7 > caractérisé en ce que le dispositif de détection est sensible à la présence d'une tension électrique entre différents conducteurs ou entre l'un au moins de ces derniers et la terre.

10/ Connecteur selon la revendication 8 telle que limitée par la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend une poudre électromagnétique sensible au champ magnétique régnant autour d'un conducteur parcouru par un courant, et figée par ce champ magnétique pour constituer le dispositif d'embrayage.

11/ Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend au moins une sonde de Hall, sensible au champ magnétique régnant autour d'un conducteur parcouru par un courant, et dont la tension de Hall constitue la tension de sortie du dispositif de détection.

12/ Connecteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque sonde de Hall est disposée dans un entrefer usiné dans au moins un tore de matériau magnétisable sans hystéresis entourant chaque conducteur.

13/ Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend au moins une bobine d'induction sensible au courant parcourant chaque conducteur et délivrant des impulsions de tension électrique commandant le déplacement de l'électrode mobile d'un dispositif de commutation à électrets.

14/ Connecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un dispositif de redressement à diodes, aux bornes duquel est appliquée toute tension électrique entre l'un au moins des conducteurs et un neutre fictif, et qui délivre des impulsions de tension commandant les basculements d'un dispositif de commutation à électrets.

15/ Connecteur selon l'une des revendications 13 et 74, caractérisé en ce que le dispositif de commutation à électrets pilote un interrupteur d'un circuit de puissance commandant le déverrouillage.

16/ Connecteur selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que au moins une électrode mobile du dispositif de commutation à électrets est constituée sous la forme d'une lame métallique assurant directement le verrouillage ou le déverrouillage du connecteur.

17/ Connecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de détection est un circuit électronique à haute impédance, décelant une fraction de la tension de l'un au moins des conducteurs par rapport à un neutre fictif.

18/ Connecteur selon l'une des revendications 11, 12 ou 17, caractérisé en ce que la tension de sortie du dispositif de détection est redressée par un pont redresseur à diodes branché à un sommateur dont le signal de sortie est communiqué à un amplificateur opérationnel commandant un circuit de puissance pour manoeuvrer le dispositif de verrouillage.

19/ Connecteur selon l'une des revendications 1 à 9, et 12 à 19, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est un dispositif à clipsage comportant une pluralité de griffes élastiques venant s'encliqueter der- rière un redan.

20/ Connecteur selon l'une des revendications 1 à 9, et 12 à 19, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est un dispositif à clavette.

21/ Connecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'embrayage comprend un cliquet susceptible d'être entraîné en position de solidarisation sous l'effet d'un circuit de commande magnétique, éventuellement disposé dans la clé.

22/ Connecteur selon l'une des revendications 1 à 9, et 12 à 19, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est un dispositif à baionnette, dont la rainure hélicoidale débouche dans une rainure circulaire plus pro fonde, dans laquelle un doigt est élastiquement poussé, en position de verrouillage, après déplacement dans la rainure hélicoidale, le doigt étant escamotable pour permettre le déplacement inverse en position de déverrouillage.

23/ Connecteur selon l'une des revendications 1 à 9, et 12 à 19, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est un dispositif à baïonnette dont la rainure hélicoidale débouche dans une rainure circulaire de même profondeur, un sabot escamotable & pan incliné étant poussé élastiquement en saillie å la jonction des deux rainures, de façon à s'effacer au passage d'un doigt de verrouillage de la rainure hélicoidale dans la rainure circulaire, en position de verrouillage, et à empêcher le déplacement inverse, en position de déverrouillage, sauf si l'escamotage du sabot est commandé.

24/ Connecteur selon l'une des revendications 20 à 23, caractérisé en ce que le déverrouillage est commandé par un électro-aimant.

25/ Connecteur selon lune des revendications 1 à 24, caractérisé en ce qu'il présente un témoin indicateur de la position déverrouillée du dispositif de verrouillage.