FR3115406A1 - Système de connexion électrique - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de connexion électrique triphasée comportant un socle (S), une fiche (F) électrique et un dispositif (1) d'indexation magnétique en deux parties, une première partie (2) fixée au socle (S) et une deuxième partie (3) solidaire de la fiche (F), la première partie (2) et la deuxième partie (3) du dispositif d'indexation magnétique comportent chacune :
Une culasse (20, 30),
Deux aimants permanents (201_1, 201_2, 301_1, 301_2) identiques d'un premier jeu, fixés chacun sur une portion annulaire distincte de la culasse,Les deux aimants n'étant pas en contact l'un avec l'autre,Les aimants présentant tous une même orientation magnétique, parallèle à l'axe de révolution, les aimants permanents de la première partie étant en attraction magnétique avec les aimants permanents de la deuxième partie.
Figure à publier avec l'abrégé : Fig. 1
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à un système de connexion électrique, employant des moyens magnétiques pour permettre un couplage mécanique entre deux de ses parties.
Etat de la technique
De manière connue, un système de connexion électrique se compose en règle générale d'un socle électrique et d'une fiche destinée à être couplée mécaniquement et électriquement au socle.
Des solutions d'accouplement mécanique par effet magnétique ont déjà été proposées dans l'état de la technique. Ces solutions assurent une attraction magnétique de la fiche vers le socle pour réaliser un collage mécanique de la fiche contre le socle et ainsi la connexion électrique entre les bornes électriques présentes sur la fiche et les bornes électriques du socle.
Ces solutions magnétiques connues permettent souvent une connexion de la fiche sur le socle, quelle que soit l'orientation de la fiche par rapport au socle (couplage à 360°). De telles solutions ont notamment été décrites dans les demandes de brevets WO2012/032230A1, EP2667459A1, FR3012263A1 et WO2017/001755A1.
D'autres solutions de connexion électrique utilisant l'effet magnétique sont également décrites dans les demandes de brevets FR3072216A1, US2011/171837A1 et US2019/009680A1. Ces solutions ont pour objectif de ne proposer qu'une seule position angulaire de connexion, et intègrent pour cela, des moyens mécaniques de détrompage.
Le but de l'invention est de proposer un système de connexion électrique qui comporte des moyens magnétiques adaptés pour assurer un couplage mécanique dans plusieurs positions angulaires distinctes de la fiche par rapport au socle, afin de permettre une connexion électrique fiable entre une fiche électrique et un socle, même sans l'intervention d'un utilisateur. La solution de l'invention fonctionnera avantageusement uniquement grâce à des moyens magnétiques, c'est-à-dire en limitant l'emploi d'organe mécanique de détrompage particulier, comme prévu dans l'état de la technique.
Ce but est atteint par un système de connexion électrique comportant un socle, une fiche électrique et un dispositif d'indexation magnétique en deux parties, une première partie et une deuxième partie, l'une étant associée au socle et l'autre associée à la fiche, la première partie et la deuxième partie du dispositif d'indexation magnétique comportant chacune :
- Une culasse de forme annulaire réalisée en matériau ferromagnétique et comportant un axe de révolution et au moins une face de support de révolution réalisée dans un plan transversal à son axe de révolution, ladite face étant découpée en deux portions annulaires distinctes identiques, chacune d'une plage angulaire de 180° pour permettre à la fiche de prendre uniquement deux positions distinctes par rapport au socle,
- Un premier jeu de seulement deux aimants permanents identiques, fixés chacun sur une portion annulaire distincte de la culasse,
- Sur chaque culasse, les deux aimants du premier jeu n'étant pas en contact l'un avec l'autre,
- Les deux aimants du premier jeu présentant tous deux une même orientation magnétique, parallèle à l'axe de révolution, les aimants permanents de la première partie étant en attraction magnétique avec les aimants permanents de la deuxième partie.
Selon une réalisation particulière, chaque aimant permanent du premier jeu a une forme de portion d'anneau.
Selon une autre réalisation particulière, chaque aimant permanent du premier jeu est formé d'une portion d'anneau s'étendant sur une plage angulaire choisie comprise entre 85° et 160°.
Selon une autre réalisation particulière, la première partie du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents ou deux pièces ferromagnétiques identiques, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse de la première partie, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu étant intercalé entre deux aimants permanents du premier jeu et espacés par rapport à chacun d'eux d'un même intervalle angulaire non nul,
- Lesdits aimants permanents ou pièces ferromagnétiques du deuxième jeu de la première partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la première partie.
Selon une autre réalisation particulière, la deuxième partie du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents ou pièces ferromagnétiques identiques, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse de la deuxième partie, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu étant intercalé entre deux aimants permanents du premier jeu et espacés par rapport à eux d'un intervalle angulaire non nul,
- Lesdits aimants permanents ou pièces ferromagnétiques du deuxième jeu de la deuxième partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la deuxième partie.
Selon une autre réalisation particulière, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu de la première partie et du deuxième jeu de la deuxième partie est formé d'une portion d'anneau s'étendant sur une plage angulaire choisie comprise entre 10° et 85°.
Selon une autre réalisation particulière, sur chaque culasse, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu présente une épaisseur plus faible que celle des aimants permanents du premier jeu.
Selon une autre réalisation particulière, la deuxième partie du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents identiques, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse de la deuxième partie, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant intercalé entre les deux aimants permanents du premier jeu et venant en contact avec lesdits deux aimants permanents du premier jeu,
- Lesdits aimants permanents du deuxième jeu de la première partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la première partie.
Selon une autre réalisation particulière, la deuxième partie du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents identiques, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse de la deuxième partie, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant intercalé entre deux aimants permanents du premier jeu et en contact avec eux,
- Lesdits aimants permanents du deuxième jeu de la deuxième partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la deuxième partie.
Selon une autre réalisation particulière, chaque aimant permanent du deuxième jeu de la première partie et du deuxième jeu de la deuxième partie est formé d'une portion d'anneau s'étendant sur une plage angulaire choisie comprise entre 10° et 85°.
Selon une autre réalisation particulière, sur chaque culasse, les aimants permanents du premier jeu et les aimants permanents du deuxième jeu sont mutualisés en un seul aimant à polarisation multiple.
Selon une autre réalisation particulière, la fiche et le socle comportent des organes de connexion électrique respectifs qui sont agencés respectivement sur la fiche et sur le socle pour se connecter entre eux dans deux positions angulaires distinctes de la fiche par rapport au socle, les deux positions angulaires étant décalées l'une de l'autre de 180°.
Selon une autre réalisation particulière, la fiche et le socle comporte chacun deux bornes électriques, dupliquées une seule fois, formant entre elles un premier carré positionné axialement.
Selon une autre réalisation particulière, la fiche et le socle comportent chacun une borne électrique de terre positionnée au centre dudit premier carré.
Selon une autre réalisation particulière, la fiche et le socle comportent chacun deux bornes électriques de transfert de données, dupliquées une seule fois, formant entre elles un deuxième carré positionné axialement.
Dans l'état de la technique, les documents ne proposent pas une solution dont l'objectif est de permettre plusieurs positions angulaires distinctes dans un système de connexion électrique. Leur objectif est souvent de vouloir limiter le nombre de positions afin d'assurer la connexion électrique entre les bornes correspondantes du socle et de la fiche. Dans l'invention, tous les aimants d'un même jeu sont identiques et dans la même orientation, autorisant deux positions angulaires de connexion, décalées de 180°.
Selon l'invention, l'architecture magnétique ne comporte, pour chaque jeu, que deux aimants permanents de même orientation magnétique par culasse. Et lorsque chaque culasse comporte deux jeux d'aimants permanents, la culasse ne supporte que quatre aimants maximum, deux jeux de deux aimants permanents, à orientation magnétique opposée.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit, en liaison avec les figures listées ci-dessous :
- La figure 1 représente de manière schématique et en vue de côté, le principe de réalisation du système de connexion électrique conforme à l'invention ;
- La figure 2 représente, en vue de face, respectivement la fiche et le socle employés dans le système de l'invention ;
- Les figures 3A et 3B montrent en vue de face les culasses magnétiques des deux parties magnétiques du système de l'invention ;
- Les figures 4A à 4C représentent trois variantes de la première configuration du dispositif d'indexation magnétique employé dans le système de l'invention ;
- Les figures 5A à 5C représentent trois variantes de la deuxième configuration du dispositif d'indexation magnétique employé dans le système de l'invention ;
- Les figures 6A à 6C représentent trois variantes de la troisième configuration du dispositif d'indexation magnétique employé dans le système de l'invention ;
- La figure 7 représente une variante de réalisation du dispositif d'indexation magnétique employé dans le système de l'invention ;
- Les figures 8A et 8B représentent deux variantes d'une quatrième configuration du dispositif d'indexation magnétique employé dans le système de l'invention ;
Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
Le système de connexion électrique de l'invention se compose d'une fiche F électrique destinée à être reliée à un appareil électrique APP et d'un socle S électrique destiné à être relié à une source ALIM d'alimentation électrique, sur lequel vient se connecter électriquement la fiche F. En règle générale, le socle S est fixe et la fiche F est avancée vers le socle pour permettre un branchement.
Le socle S et la fiche F présentent avantageusement un boîtier de forme cylindrique.
Le système de l'invention comporte également un dispositif 1 d'indexation magnétique à deux parties magnétiques 2, 3, dites première partie 2 et deuxième partie 3. La première partie 2 est fixée au socle S et la deuxième partie 3 est solidaire de la fiche F. On verra ci-dessous que l'architecture magnétique du dispositif d'indexation magnétique est de type quadripolaire. Chacune des deux parties est logée dans le boîtier respectif du socle S et de la fiche F.
Dans la solution de l'invention, les deux parties magnétiques sont employées pour assurer au moins un couplage mécanique de la fiche F contre le socle S. La connexion électrique des bornes de la fiche F avec les bornes du socle S peut être réalisée simultanément au couplage mécanique ou dans une phase ultérieure. Autrement dit, la solution de l'invention permet au moins à la fiche de prendre une position mécanique stable par rapport au socle pour que celle-ci puisse venir se brancher électriquement sur le socle, en respectant les conventions de connexion électrique du système électrique.
Le dispositif d'indexation magnétique de l'invention est destiné à permettre de positionner la fiche F par rapport au socle S selon deux positions angulaires distinctes, décalées chacune de 180°.
La solution de connexion électrique est pour sa part adaptée pour assurer une connexion électrique entre les bornes électriques de la fiche F et celles du socle, quelle que soit l'une des deux positions angulaires prises par la fiche F par rapport au socle S. De manière non limitative, la solution de l'invention peut notamment être adaptée pour réaliser une connexion électrique dans une architecture à courant continu (DC). Il est également possible d'employer le système de l'invention dans une architecture à courant alternatif monophasé (deux fils), ou pour une architecture diphasée (4 fils).
Comme représenté sur la figure 2, pour permettre à la fiche F de pouvoir se positionner selon deux positions distinctes décalées de 180°, les bornes électriques sont agencées de manière symétrique par rapport aux deux positions de fonctionnement et éventuellement dupliquées pour assurer la connexion dans les deux positions de fonctionnement.
A titre d'exemple, de manière non limitative, dans une architecture à courant continu, côté fiche F, on a ainsi :
- Deux bornes électriques DC+, DC- dupliquées une fois pour disposer de quatre bornes, ces quatre bornes étant positionnées aux quatre sommets d'un carré agencé de manière symétrique autour de l'axe de connexion (X) ;
- Une seule borne électrique de terre PE positionnée au centre dudit carré ;
- Eventuellement deux bornes de transfert de données PP, CP, également dupliquées une seule fois pour former un deuxième carré agencé également de manière symétrique autour de l'axe (X) ;
Et côté socle S, on a exactement la même structure, les bornes étant référencées DC+', DC-', PE', PP' et CP'.
A titre d'exemple, les bornes électriques employées dans la fiche et le socle sont avantageusement des bornes à pincement.
Les deux parties magnétiques 2, 3 du dispositif d'indexation sont destinées à s'attirer l'une vers l'autre par effet magnétique d'attraction, par exemple à travers des boîtiers plastiques.
Les deux parties 2, 3 comportent chacune une culasse 20, 30, préférentiellement réalisée dans un matériau ferromagnétique (ci-après culasse magnétique). Les deux culasses 20, 30 sont avantageusement identiques en forme et en composition (même matériau). Chaque culasse 20, 30 magnétique est réalisée sous la forme d'un anneau, avantageusement à section rectangulaire. L'anneau est donc avantageusement plat et présente ainsi deux faces annulaires transversales opposées autour de son axe de révolution (X). Cet axe de révolution est parallèle à la direction selon laquelle la fiche F est approchée du socle S pour effectuer la connexion. Au moins l'une des deux faces est plane et est destinée à supporter des aimants permanents. Elle est désignée face de support 200, 300 pour chacune des culasses 20, 30. Comme représentée sur les figures 3A et 3B, cette face de support 200, 300 est découpée en deux portions annulaires (200_1, 200_2 et 300_1, 300_2) identiques adjacentes s'étendant chacune sur une plage angulaire de 180°, pour occuper toute la circonférence de la culasse. Les deux portions annulaires sont référencées première portion annulaire et deuxième portion annulaire pour chaque culasse.
A titre d'exemple, la culasse 20, 30 peut présenter une épaisseur comprise entre 2mm et 8mm.
De même, la culasse 20, 30 peut présenter un diamètre interne D1 compris entre 40mm et 120mm et un diamètre externe D2 compris entre 50mm et 140mm.
On peut ensuite distinguer les différentes configurations magnétiques listées ci-dessous. La première configuration est une configuration minimale et les configurations suivantes sont des perfectionnements successifs.
Première configuration – figures 4A à 4C
Dans cette configuration, chaque culasse 20, 30 porte un premier jeu de deux aimants permanents 201_1, 201_2, 301_1, 301_2 identiques.
Les aimants associés à la première partie et ceux associés à la deuxième partie sont avantageusement identiques en forme et en composition.
Pour chaque partie magnétique 2, 3, un premier aimant permanent 201_1, 301_1 est fixé sur la première portion annulaire 200_1, 300_1 de la face de support, un deuxième aimant permanent 201_2, 301_2 est fixé sur la deuxième portion annulaire 200_2, 300_2 de la face de support.
Sur chaque culasse, les aimants permanents sont fixés sur leur face de support pour présenter une même orientation magnétique (par convention dans le sens Sud-Nord) parallèle à l'axe de révolution (X) de la culasse. Les aimants permanents de la première partie et ceux de la deuxième partie sont orientés en attraction magnétique et sont donc orientés dans le même sens. Ils ont ainsi une face polaire en contact avec la face de support. Dans toutes les configurations décrites, la fixation de chaque aimant se fera en appliquant l'une de ses deux faces polaires (selon son orientation magnétique) sur la face de support de la culasse magnétique dont il est solidaire. Sur les figures annexées, par convention, l'orientation magnétique d'un aimant permanent est représentée par une flèche orientée dans le sens Sud-Nord.
Chaque aimant permanent peut être réalisé sous la forme d'une portion d'anneau présentant un rayon de courbure identique à celui de la culasse pour épouser la forme de celle-ci et une dimension radiale constante sur toute leur plage angulaire et identique à celle de la culasse.
Sur chaque culasse 20, 30, les aimants permanents sont espacés entre eux d'un intervalle I1, I2 régulier non nul (les aimants ne sont pas en contact). L'intervalle angulaire est défini par une plage angulaire autour de l'axe de révolution (X) et est identique pour les deux parties magnétiques.
Dans cette première configuration, chaque aimant peut s'étendre sur une plage angulaire déterminée sur la portion annulaire. Comme sur chaque culasse, les aimants ne sont pas en contact les uns avec les autres, ils peuvent être réalisés sur une plage angulaire strictement inférieure à 180°, pour conserver un intervalle angulaire non nul avec chacun des aimants adjacents, et supérieure à 85°. Il peut s'avérer nécessaire qu'ils soient suffisamment allongés pour assurer un positionnement magnétique précis entre les deux parties 2, 3.
A titre d'exemple et de manière non limitative, on peut distinguer les différentes réalisations suivantes :
- Sur les deux culasses 20, 30, les aimants peuvent chacun s'étendre sur une même plage angulaire AP de 160° sur leur portion annulaire (figure 4A) ;
- Sur les deux culasses, les aimants peuvent chacun s'étendre sur une même plage angulaire AP de 120° sur leur portion annulaire (figure 4B)
- Sur les deux culasses, les aimants peuvent chacun s'étendre sur une même plage angulaire AP de 85° sur leur portion annulaire (figure 4C)
Dans cette configuration, sur chaque partie magnétique, l'intervalle angulaire I1, I2 entre deux aimants dépend bien entendu de la taille donnée aux aimants.
Deuxième configuration – figures 5A à 5C
Par rapport à la première configuration, cette deuxième configuration ajoute, à la première partie 2 uniquement du dispositif d'indexation magnétique, un deuxième jeu de deux aimants permanents 202_1, 202_2 identiques. La deuxième partie 3 reste identique à celle décrite pour la première configuration ci-dessus.
Ces deux aimants 202_1, 202_2, sont chacun fixés sur une portion annulaire 200_1, 200_2 distincte de la culasse, sur la même face que les deux aimants du premier jeu.
Chacun de ces deux nouveaux aimants vient s'intercaler entre deux aimants du premier jeu, en laissant un intervalle angulaire régulier non nul avec ces deux aimants du premier jeu.
Chaque aimant permanent de ce deuxième jeu peut être réalisé sous la forme d'une portion d'anneau présentant un rayon de courbure identique à celui de la culasse pour épouser la forme de celle-ci et une dimension radiale constante sur toute leur plage angulaire et identique à celle de la culasse.
Ils sont tous les deux fixés sur la face de support de leur culasse respective pour présenter une même orientation magnétique parallèle à l'axe de révolution (X) axiale et opposée à celle des aimants du premier jeu.
Ils présentent avantageusement une épaisseur (définie dans la direction axiale) identique à celle des aimants du premier jeu de la première partie.
Ils s'étendent sur une plage angulaire inférieure ou égale à celle des aimants du premier jeu de la première partie, l'ensemble formé d'un aimant du premier jeu, d'un aimant du deuxième jeu et de deux intervalles angulaires non nuls, étant égal à 180°.
A titre d'exemple, on peut distinguer les différentes réalisations suivantes :
- Sur la première partie, les aimants permanents 201_1, 201_2 du premier jeu peuvent chacun s'étendre sur une plage angulaire AP1 de 160° sur leur portion annulaire et les aimants permanents 202_1, 202_2, du deuxième jeu sur une plage angulaire AP2 de 10° (figure 5A). L'intervalle angulaire I1 régulier est donc voisin de 5° entre deux aimants adjacents. La deuxième partie 3 présente uniquement le premier jeu de deux aimants permanents 301_1, 301_2 qui sont identiques aux aimants permanents du premier jeu de la première partie 2.
- Les aimants permanents 201_1, 201_2 du premier jeu peuvent chacun s'étendre sur une plage angulaire AP1 de 120° sur leur portion annulaire et les aimants permanents 202_1, 202_2 du deuxième jeu sur une plage angulaire AP2 de 50° (figure 5B). L'intervalle angulaire I1 régulier est donc voisin de 5° entre deux aimants adjacents. La deuxième partie 3 présente uniquement le premier jeu de deux aimants permanents 301_1, 301_2 qui sont identiques aux aimants permanents du premier jeu de la première partie 2.
- Les aimants permanents 201_1, 201_2 du premier jeu peuvent chacun s'étendre sur une plage angulaire AP1 de 85° sur leur portion annulaire et les aimants permanents 202_1, 202_2 du deuxième jeu sur une plage angulaire AP2 de 85° (figure 5C). L'intervalle angulaire I1 régulier est donc voisin de 5° entre deux aimants adjacents. La deuxième partie 3 présente uniquement le premier jeu de deux aimants permanents 301_1, 301_2 qui sont identiques aux aimants permanents du premier jeu de la première partie 2.
Dans chacune des réalisations, les aimants permanents de la deuxième partie sont choisis avec la même plage angulaire que celle des aimants permanents de la première partie.
En variante à cette deuxième configuration, il est bien entendu possible d'inverser les deux architectures magnétiques. Le deuxième jeu de deux aimants permanents est alors fixé à la deuxième partie magnétique 3, ces aimants venant s'intercaler entre les aimants du premier jeu de la deuxième partie 3, et la première partie magnétique reste alors avec une configuration avec un seul premier jeu de deux aimants permanents.
Troisième configuration – figures 6A à 6C
Par rapport à la deuxième configuration, cette troisième configuration ajoute, à la deuxième partie 3 du dispositif d'indexation magnétique, un deuxième jeu de deux aimants permanents 302_1, 302_2 identiques. La première partie reste identique à celle décrite ci-dessus pour la deuxième configuration.
Comme pour la deuxième configuration, ces deux aimants supplémentaires sont chacun fixés sur une portion annulaire distincte de la culasse 30 de la deuxième partie 3, sur la même face que les deux aimants du premier jeu.
Chacun de ces deux nouveaux aimants vient s'intercaler entre deux aimants du premier jeu, en laissant un intervalle angulaire I2 régulier non nul avec ces deux aimants du premier jeu.
Chaque aimant permanent 302_1, 302_2 de ce deuxième jeu peut être réalisé sous la forme d'une portion d'anneau présentant un rayon de courbure identique à celui de la culasse pour épouser la forme de celle-ci et une dimension radiale constante sur toute leur plage angulaire et identique à celle de la culasse.
Ils sont tous les deux fixés sur leur face de support pour présenter une même orientation magnétique parallèle à l'axe de révolution axiale et opposée à celle des aimants du premier jeu de la deuxième partie 3.
Ils présentent avantageusement une épaisseur (définie dans la direction axiale) identique à celle des aimants du premier jeu de la deuxième partie 3.
Ils s'étendent sur une plage angulaire inférieure ou égale à celle des aimants du premier jeu de la deuxième partie.
A titre d'exemple, en considérant que la première partie 2 reste dans la deuxième configuration décrite ci-dessus, on peut distinguer les différentes réalisations suivantes :
- Les aimants permanents 301_1, 301_2 du premier jeu peuvent chacun s'étendre sur une plage angulaire AP1 de 160° sur leur portion annulaire et les aimants permanents 302_1, 302_2 du deuxième jeu sur une plage angulaire AP2 de 10° (figure 6A). L'intervalle angulaire I2 régulier est donc voisin de 5° entre deux aimants adjacents. La première partie 2 présente la même configuration avec des aimants orientés en attraction par rapport à ceux de la deuxième partie 3.
- Les aimants permanents 301_1, 301_2 du premier jeu peuvent chacun s'étendre sur une plage angulaire AP1 de 120° sur leur portion annulaire et les aimants permanents 302_1, 302_2 du deuxième jeu sur une plage angulaire AP2 de 50° (figure 6B). L'intervalle angulaire régulier est donc voisin de 5° entre deux aimants adjacents. La première partie 2 présente la même configuration avec des aimants orientés en attraction par rapport à ceux de la deuxième partie 3.
- Les aimants permanents 301_1, 301_2 du premier jeu peuvent chacun s'étendre sur une plage angulaire AP1 de 85° sur leur portion annulaire et les aimants permanents 302_1, 302_2 du deuxième jeu sur une plage angulaire AP2 de 85° (figure 6C). L'intervalle angulaire régulier est donc voisin de 5° entre deux aimants adjacents. La première partie 2 présente la même configuration avec des aimants orientés en attraction par rapport à ceux de la deuxième partie 3.
Quelles que soient la réalisation et la configuration, les aimants 201_1, 201_2, du premier jeu de la première partie 2 et les aimants 301_1, 301_2 du premier jeu de la deuxième partie 3 sont toujours choisis avec une même plage angulaire et les aimants permanents 202_1, 202_2 du deuxième jeu de la première partie 2 (s'ils sont présents) et les aimants permanents 302_1, 302_2, du deuxième jeu de la deuxième partie 3 (s'ils sont présents) sont toujours choisis avec une même plage angulaire. De même, quelles que soient la réalisation et la configuration, l'intervalle angulaire I1, I2 entre deux aimants adjacents est non nul, régulier et choisi identique. A titre d'exemple, il est choisi entre 2° et 10° et est bien entendu adapté à la taille des aimants choisis.
A titre d'exemple, tous les aimants peuvent présenter une épaisseur comprise entre 2mm et 10mm.
Dans chaque configuration décrite ci-dessus, les aimants permanents du premier jeu de chaque partie magnétique peuvent présenter une épaisseur identique.
Les aimants permanents du premier jeu de la première partie 2 et les aimants permanents du premier jeu de la deuxième partie 3 peuvent présenter une épaisseur identique.
Dans chaque configuration, les aimants permanents du deuxième jeu de chaque partie magnétique peuvent présenter une épaisseur identique.
Les aimants permanents du deuxième jeu de la première partie 2 et les aimants permanents du deuxième jeu de la deuxième partie 3 peuvent présenter une épaisseur identique.
Par ailleurs, il faut noter que, sur chaque culasse 20, 30, les aimants du deuxième jeu peuvent présenter une épaisseur inférieure ou égale à celle des aimants du premier jeu.
En variante de réalisation, sur chaque culasse 20, 30, les aimants permanents du deuxième jeu (si présents) peuvent également être remplacés par des pièces ferromagnétiques, référencées 202_1', 202_2', 302_1', 302_2' sur la figure 7. La variante de réalisation de la figure 7 est équivalente à celle de la figure 6B décrite ci-dessus. Ce principe s'applique cependant à toutes les variantes exposées ci-dessus et dotées d'un deuxième jeu. Ces pièces ferromagnétiques vont toujours fonctionner en attraction et vont contribuer à augmenter les forces d'attraction.
Dans cette variante de réalisation, il faut noter qu'il est préférable que les pièces ferromagnétiques du deuxième jeu, présentent une épaisseur inférieure à celles des aimants permanents du premier jeu, car elles ont tendance à réduire le couple de positionnement magnétique par rapport aux aimants.
Quatrième configuration – figures 8A et 8B
Dans cette quatrième configuration, chaque aimant permanent du deuxième jeu présent dans la première partie et/ou dans la deuxième partie vient au contact des deux aimants permanents du premier jeu qui lui sont adjacents. Sur chaque culasse 20, 30, les aimants permanents du premier jeu et ceux du deuxième jeu forment une seule couronne d'épaisseur constante. Aucun intervalle angulaire d'espacement n'est donc présent entre deux aimants adjacents. Sur les figures 8A et 8B, les références restent identiques à celles déjà employées ci-dessus. Sur ces figures, la configuration représentée comporte des aimants du premier jeu à 120° et des aimants du deuxième jeu à 60°.
Dans cette quatrième configuration, il faut noter qu'il est également possible, sur la culasse 20 ou sur les deux culasses 20, 30, de remplacer les aimants permanents du premier jeu et les aimants permanents du deuxième jeu par un seul aimant permanent à polarisation multiple. Cet aimant présente donc une forme de couronne régulière d'épaisseur constante fixée sur la culasse. Cette variante de réalisation n'est pas représentée car les figures 8A et 8B permettent déjà de l'illustrer.
La solution décrite présente ainsi de nombreux avantages parmi lesquels :
- Elle permet un couplage mécanique par effet magnétique, dans deux positions angulaires distinctes décalées chacune de 180°, grâce à la réalisation d'une architecture magnétique quadripolaire ;
- Elle est facilement adaptable à la connexion électrique d'une fiche sur un socle électrique et permet d'assurer une connexion, en plusieurs positions, sans l'intervention d'un utilisateur ;
- Elle est simple à fabriquer ;
- Elle est d'un encombrement réduit, l'utilisation de culasses de forme annulaire permettant de dégager l'espace interne axial pour la connectique électrique ;
- Elle permet d'obtenir une très bonne raideur angulaire, utile dans certaines applications, notamment dans les configurations qui disposent d'au moins un deuxième jeu d'aimants permanents sur une culasse ou sur les deux culasses ;
Le système de l'invention est notamment parfaitement adapté pour être employé dans une installation électrique de recharge de véhicule électrique, telle que celle décrite dans la demande de brevetWO2017/216458A1. Cette installation présente la particularité de permettre de connecter une fiche sur un socle électrique sans l'intervention de l'utilisateur, en guidant la fiche vers le socle par effet magnétique.
Claims (15)
- Système de connexion électrique comportant un socle (S), une fiche (F) électrique et un dispositif (1) d'indexation magnétique en deux parties, une première partie (2) et une deuxième partie (3), l'une étant associée au socle (S) et l'autre associée à la fiche (F), caractérisé en ce que la première partie (2) et la deuxième partie (3) du dispositif d'indexation magnétique comportent chacune :
- Une culasse (20, 30) de forme annulaire réalisée en matériau ferromagnétique et comportant un axe de révolution (X) et au moins une face de support (200, 300) de révolution réalisée dans un plan transversal à son axe de révolution, ladite face étant découpée en deux portions annulaires distinctes identiques, chacune d'une plage angulaire de 180° pour permettre à la fiche de prendre uniquement deux positions distinctes par rapport au socle,
- Un premier jeu de seulement deux aimants permanents (201_1, 201_2, 301_1, 301_2) identiques, fixés chacun sur une portion annulaire distincte de la culasse,
- Sur chaque culasse, les deux aimants du premier jeu n'étant pas en contact l'un avec l'autre,
- Les deux aimants du premier jeu présentant tous deux une même orientation magnétique, parallèle à l'axe de révolution, les aimants permanents de la première partie étant en attraction magnétique avec les aimants permanents de la deuxième partie. - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque aimant permanent du premier jeu a une forme de portion d'anneau.
- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque aimant permanent du premier jeu est formé d'une portion d'anneau s'étendant sur une plage angulaire choisie comprise entre 85° et 160°.
- Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première partie (2) du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents (202_1, 202_2) ou deux pièces ferromagnétiques identiques, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse (20) de la première partie, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu étant intercalé entre deux aimants permanents du premier jeu et espacés par rapport à chacun d'eux d'un même intervalle angulaire non nul,
- Lesdits aimants permanents ou pièces ferromagnétiques du deuxième jeu de la première partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la première partie. - Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la deuxième partie (3) du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents (302_1, 302_2) ou pièces ferromagnétiques identiques, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse (30) de la deuxième partie, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu étant intercalé entre deux aimants permanents du premier jeu et espacés par rapport à eux d'un intervalle angulaire non nul,
- Lesdits aimants permanents ou pièces ferromagnétiques du deuxième jeu de la deuxième partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la deuxième partie. - Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu de la première partie et du deuxième jeu de la deuxième partie est formé d'une portion d'anneau s'étendant sur une plage angulaire choisie comprise entre 10° et 85°.
- Système selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, sur chaque culasse, chaque aimant permanent ou pièce ferromagnétique du deuxième jeu présente une épaisseur plus faible que celle des aimants permanents du premier jeu.
- Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la deuxième partie (3) du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents (202_1, 202_2) identiques, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse (30) de la deuxième partie, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant intercalé entre les deux aimants permanents du premier jeu et venant en contact avec lesdits deux aimants permanents du premier jeu,
- Lesdits aimants permanents du deuxième jeu de la première partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la première partie. - Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième partie (3) du dispositif d'indexation magnétique comporte :
- Un deuxième jeu de seulement deux autres aimants permanents (302_1, 302_2) identiques, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant fixé sur une portion annulaire distincte de la face de support de la culasse,
- Sur la culasse (30) de la deuxième partie, chaque aimant permanent du deuxième jeu étant intercalé entre deux aimants permanents du premier jeu et en contact avec eux,
- Lesdits aimants permanents du deuxième jeu de la deuxième partie ayant une orientation magnétique opposée à celle des aimants du premier jeu de la deuxième partie. - Système selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que chaque aimant permanent du deuxième jeu de la première partie et du deuxième jeu de la deuxième partie est formé d'une portion d'anneau s'étendant sur une plage angulaire choisie comprise entre 10° et 85°.
- Système selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que, sur chaque culasse, les aimants permanents du premier jeu et les aimants permanents du deuxième jeu sont mutualisés en un seul aimant à polarisation multiple.
- Système selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la fiche et le socle comportent des organes de connexion électrique respectifs qui sont agencés respectivement sur la fiche et sur le socle pour se connecter entre eux dans deux positions angulaires distinctes de la fiche par rapport au socle, les deux positions angulaires étant décalées l'une de l'autre de 180°.
- Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la fiche (F) et le socle comporte chacun deux bornes électriques, dupliquées une seule fois, formant entre elles un premier carré positionné axialement.
- Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que la fiche (F) et le socle comportent chacun une borne électrique (PE) de terre positionnée au centre dudit premier carré.
- Système selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la fiche (F) et le socle comportent chacun deux bornes électriques (PP, CP) de transfert de données, dupliquées une seule fois, formant entre elles un deuxième carré positionné axialement.
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