DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne les connecteurs ou terminaisons électriques connexions de puissance. Plus particulièrement, l'invention concerne un bornier serrer une cosse d'un câble de puissance à une deuxième cosse pour les électriquement ensemble.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

Dans le domaine de la construction d'aéronef, il est de plus en plus commun de construire les avions en tronçons préinstallés puis de les interconnecter rapidement sur la chaîne d'assemblage pour accélérer la fabrication. Ces tronçons sont déjà pré-équipés de câblages, de tuyauteries et de connexions structurelles, qui ne doivent plus qu'être raccordés à ceux des tronçons suivants.

Des câbles d'alimentation de puissance sont connectés aux autres câbles ou éléments électriques au moyen de cosses électriques fournies à la terminaison de chaque câble. Des cosses tubulaires, c'est-à-dire du type avec un fût tubulaire pour le raccordement au câble et une plage plate sensiblement parallèle au fût avec un trou central, sont fréquemment utilisées. Une telle cosse traditionnelle est raccordée aux autres éléments par l'intermédiaire d'un bornier comprenant un goujon sur lequel la plage de la cosse est posée et un écrou serré sur le goujon. Pour raccorder deux câbles ensemble en ligne droite, les cosses de deux câbles sont posées soit sur deux goujons différents liés électriquement au même bornier, soit sur le même goujon, puis sont sécurisées ensemble.

Cela peut poser un problème quand le câble est vrillé. Le vrillage est très probable lors du cheminement d'un câble dans une structure telle qu'un tronçon d'un aéronef. Typiquement, la cosse doit être orientée autour du câble pour que le trou de la plage s'aligne avec le goujon du bornier. Pour des câbles d'alimentation de puissance d'une raideur importante (par exemple, en raison d'une longueur courte ou d'une grosse section), la modification d'orientation, qui peut être nécessaire jusqu'à 180° pour permettre son raccordement, est particulièrement difficile.

Par ailleurs, les connexions décrites ci-dessus présentent un risque non négligeable d'être la cause de dommage par corps étrangers (ou encore FOD pour « Foreign Object Damage » en anglais). Plus particulièrement, un écrou qui se dévisse, par exemple, peut se séparer facilement de la connexion électrique et peut causer un FOD.

En conséquence, un nouveau type de cosse a été développé pour raccorder deux câbles, de manière à ne pas nécessiter une modification d'orientation. La cosse est du type comprenant un fût qui s'étend le long d'un axe de manière sensiblement centrée pour le raccordement à un câble électrique et une plage raccordée audit fût s'étendant radialement par rapport audit fût, ladite plage présentant, du côté opposé où se trouve ledit fût, une surface de contact électrique sensiblement normale audit axe destinée à être mise en contact électrique avec un élément électrique.

Un câble avec une telle cosse peut être raccordé électriquement ensemble à un deuxième câble avec une telle cosse en posant les surfaces de contact électrique des cosses en vis-à-vis. Aucune orientation axiale n'est nécessaire, étant donné que les cosses présentent une surface de contact électrique frontale, c'est-à-dire dans la direction de l'axe.

Cependant, un bornier adapté est nécessaire pour serrer et maintenir ces deux cosses dans cette position pour assurer un bon contact fiable.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

L'objectif de la présente invention est par conséquent de proposer un bornier qui est adapté pour recevoir deux cosses du type décrit ci-dessus telles que leurs surfaces de contact électrique soient en vis-à-vis et sensiblement alignées quand le bornier serre les cosses ensemble pour raccorder deux câbles ensemble. Un autre objectif est de fournir un bornier qui soit simple à utiliser, et ayant une probabilité réduite de manière significative d'être la cause d'un FOD ou d'être soumis à un FOD. La présente invention propose ainsi un bornier étau pour raccorder électriquement une paire de cosses par serrage l'une contre l'autre, chaque cosse étant du type comprenant un fût qui s'étend le long d'un axe de manière sensiblement centrée et une plage raccordée audit fût et s'étendant radialement par rapport audit fût, ladite plage présentant, du côté opposé où se trouve ledit fût, une surface de contact électrique sensiblement normale audit axe, le bornier étau comprenant deux plaques opposées et un système de serrage pour déplacer les deux plaques l'une vers l'autre, caractérisé en ce que chaque plaque comprend une fente pour recevoir une desdites cosses de telle sorte que la plage de la cosse soit sensiblement d'un côté de la plaque et entre les deux plaques opposées, tandis que le fût est sensiblement de l'autre côté de la plaque, le bornier étau comprenant en outre un moyen pour soutenir la paire de cosses de telle sorte que leurs surfaces de contact électrique soient en vis-à-vis et sensiblement alignées.

De préférence, ledit moyen pour soutenir les cosses comprend le fond d'au moins une fente qui est adapté à soutenir le fût d'au moins une cosse.

De préférence, ledit moyen pour soutenir les cosses comprend un moyen adapté pour soutenir la plage d'au moins une cosse.

Avantageusement, chaque plaque comprend trois fentes permettant ainsi que trois paires de cosses soient raccordées.

De préférence, chaque fente s'étend d'un bord de sa plaque respective.

De préférence encore, le système de serrage comprend au moins une partie saillante de façon normale à la surface de la première plaque, et au moins une ouverture traversante située sur la deuxième plaque, la partie saillante s'étendant au travers de l'ouverture et comprenant une came montée sur la partie saillante.

Avantageusement, les deux plaques comprennent les lamages adaptés à recevoir les plages des cosses.

De préférence, le bornier étau comprend en outre un parapluie.

La présente invention propose également une connexion comprenant un bornier étau tel que celui défini précédemment, caractérisée en ce que la connexion comprend en outre deux cosses du type comprenant un fût qui s'étend le long d'un axe de manière sensiblement centrée et une plage raccordée audit fût et s'étendant radialement par rapport audit fût, ladite plage présentant, du côté opposé où se trouve ledit fût , une surface de contact électrique sensiblement normale audit axe, les cosses étant disposées avec leurs surfaces de contact électrique en vis-à-vis, le bornier étau serrant les plages desdites deux cosses l'une contre l'autre pour raccorder lesdites cosses et maintenir leur position.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

Il est décrit par la suite, à titre d'exemples non limitatifs, un mode de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 présente une vue en perspective d'un bornier étau du premier mode de réalisation;

- la figure 2 présente une vue en perspective d'une connexion avec le bornier étau de la figure 1 dans laquelle trois paires de cosses sont posées en vis-à-vis, le bornier étau étant dans la position ouverte;

- la figure 3 présente une vue en perspective d'une cosse du type montré sur la figure 2 plus en détail;

- la figure 4 présente une vue en perspective de dessous et de côté de la connexion de la figure 2, le bornier étau étant muni d'un parapluie et étant dans la position serrée;

- la figure 5 présente une vue en perspective d'une connexion avec un bornier étau selon une variante, le bornier étau étant dans la position ouverte; et

- la figure 6 présente la connexion de la figure 5, le bornier étau étant muni d'un parapluie et étant dans la position serrée.

Dans toutes ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou similaires. En outre, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, afin de rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PARTICULIER

La figure 1 présente un bornier étau 50 selon un premier mode de réalisation de l'invention pour l'appui de deux cosses 10 (figure 3) l'une contre l'autre. Dans ce cas, le bornier étau 50 est adapté pour recevoir et raccorder trois paires de cosses 10, pourtant il peut être conçu pour raccorder plus ou moins de câbles.

Le bornier étau 50 comprend deux plaques 51, 52 sensiblement rectangulaires opposées qui peuvent se déplacer l'une vers l'autre pour serrer les cosses 10. Une première plaque 51 est destinée à être fixée, appelé ici « plaque fixée », tandis que la deuxième plaque 52 est destinée à être déplacée relativement à la première plaque 51, et est donc appelée ici « plaque mobile ». Les deux plaques 51, 52 sont de la même taille, sensiblement plates, environ de la même épaisseur, et sont préférablement en matériau isolant (non conducteur électrique).

La plaque fixe 51 possède trois fentes 61 descendantes verticalement du bord supérieur vers l'intérieur de la plaque 51 pour recevoir des cosses 10 des câbles 25. Elle comprend en plus quatre parties saillantes 54 depuis la surface de la plaque fixe 51 qui fait face à la plaque mobile 52. Les parties saillantes 54 s'étendent de manière substantiellement normale à la surface de la plaque fixe 51, et sont chacune en forme de U, plus précisément en forme de barre ronde définissant un U avec les deux bras du U raccordés à la plaque fixe 51 et la base du U situé à distance de la plaque fixe. Ces parties saillantes 54 sont destinées à supporter des cames 56 et en même temps, à guider le mouvement de la plaque mobile 52.

Deux supports de montage 53 avec un trou central sont attachés à la plaque fixe (un à gauche et un à droite), lesquels supports de montage 53 permettent le raccordement de manière fixe à une structure, par exemple sur un raidisseur dans un tronçon d'un avion.

La plaque mobile 52 à son tour possède trois fentes 62 descendantes verticalement du bord supérieur vers l'intérieur de la plaque pour recevoir des cosses 10 des câbles, lesquelles trois fentes 62 sont respectivement associées à celles de la plaque fixe 51. En outre, la plaque mobile 52 est également pourvue de quatre ouvertures 55 traversantes qui sont associées aux parties saillantes 54 de la plaque fixe 51. Les deux plaques 51, 52 sont disposées de manière sensiblement parallèle entre elles et à proximité l'une de l'autre avec les parties saillantes 54 de la plaque fixe 51 s'étendant au travers des ouvertures 55 traversantes de la plaque mobile 52.

En outre, le bornier étau 50 est muni d'un système de serrage pour serrer les deux plaques 51, 52 du bornier étau 50 l'une contre l'autre. Notamment, les terminaisons des parties saillantes 54, c'est-à-dire les bases des U, sont chacune pourvue d'une came 56. Les cames 56 sont montées de manière à permettre leur rotation autour de la base du U et ainsi permettre de serrer ou de relâcher les deux plaques 51, 52. Elles comprennent un manche qui permet leur rotation manuelle entre la position ouverte (horizontale) et la position verrouillée (vers le bas). Les cames 56 dépassent leur point maximal juste avant d'atteindre la position verrouillée. Cela aide le système de serrage à rester dans sa position une fois verrouillé.

Afin de réduire la probabilité d'être la cause d'un FOD, les cames 56 sont réalisées d'un seul tenant. Préférablement, elles sont montées sur la base du U en utilisant les techniques de fabrication additive ou d'impression 3D (« 3D printing » en anglais). Il est également possible de réaliser tout le bornier étau 50 en utilisant ces techniques. Bien entendu, d'autres moyens de serrage pour le bornier étau 50 peuvent être envisagés au lieu de ce système de serrage à cames.

Quand le bornier étau 50 est serré par ses cames 56, la plaque mobile 52 se déplace en translation, poussée par les cames 56 et guidée par les parties saillantes 54, vers la plaque fixe 51, et les deux plaques 51, 52 sont en appui l'une contre l'autre pour serrer avec un effort homogène les plages 12 des cosses 10 reçues dans le bornier étau 50 l'une contre l'autre.

L'invention ressort encore plus clairement en considérant la connexion illustrée sur la figure 2, comprenant un bornier étau 50 avec trois paires de cosses identiques 10. Chacune des cosses 10 est sertie à son câble 25 respectif, et les trois paires sont destinées à être raccordées pour former trois câbles complets (correspondant aux trois phases de l'électricité). Les cosses 10 sont en métal, par exemple en aluminium ou en cuivre, mais peuvent être pourvues d'un revêtement entourant tout l'extérieur de la cosse hormis la surface de contact électrique 13 qui, à son tour, est préférablement traitée (par nickelage, ou décapage) pour garantir une résistance de contact minimale.

Les deux cosses 10 de chaque paire sont posées dans le bornier étau 50 avec leurs surfaces de contact électrique 13 en vis-à-vis pour raccorder électriquement leur câble ensemble en ligne droite, par exemple pour raccorder un câble de puissance d'un tronçon d'avion à un câble d'un tronçon suivant.

Le bornier étau 50 comprend trois paires de fentes opposées 61, 62, soit trois fentes par plaque. Chaque fente 61, 62 descend verticalement du bord supérieur de sa plaque 51, 52 à la même profondeur, environ vers la mi-hauteur de la plaque 51, 52, et se termine avec un fond. Quand les cosses 10 sont insérées dans leur fente 61, 62 respective, le fût 11 de chaque cosse 10 vient buter contre le fond de la fente 61, 62, et la plage 12 de la cosse 10 se trouve sensiblement du côté de la plaque 51, 52 qui fait face à la plaque opposée 52, 51 (c'est-à-dire entre les deux plaques), tandis que le fût 11 se trouve sensiblement de l'autre côté de la plaque 51, 52.

Comme les fentes 61, 62 sont directement opposées, et leurs fonds sont au même niveau, chaque paire de cosses opposée 10 a ses deux surfaces de contact électrique 13 essentiellement alignées l'une face à l'autre.

Alors, le bornier étau 50 de l'invention permet de raccorder facilement deux cosses 10 du type décrit, sans nécessiter que l'orientation des cosses 10 soit modifiée.

La figure 3 présente, plus en détails, une même cosse 10 que celles insérées dans le bornier étau 50 de la connexion montrée sur la figure 2, laquelle cosse 10 a une forme du type décrit, mais comprenant d'autres caractéristiques en plus qui la rendent sous la forme généralement préférée pour l'utilisation avec le bornier étau 50. Notamment, la plage 12 s'étend radialement par rapport audit fût 11 de manière sensiblement centrée sur ledit axe, c'est-à-dire que le centre géométrique de la plage 12 (vue dans la direction de l'axe) est sur l'axe. En outre, elle est circulaire, ainsi que sa surface de contact électrique 13. De plus, le fût 11 de la cosse 10 est de forme sensiblement cylindrique.

Quand deux telles cosses 10 sont insérées dans des fentes opposées 61, 62 du bornier étau 50, le fût 11 de chaque cosse 10 vient buter contre le fond de la fente 61, 62 et sera soutenu de telle sorte que les deux surfaces de contact électrique 13 seront alignées en vis-à-vis et en chevauchement total. Comme la plage 12 présente une surface frontale, il n'y a pas d'orientation axiale précise à respecter et les cosses 10 peuvent être raccordées de manière fiable sans nécessiter de modifier l'orientation de la cosse 10 autour de l'axe du fût ou du câble 25. En outre, comme les plages 12 sont circulaires, la superficie de chevauchement entre les plages 12 de ces deux cosses 10 quand elles sont en vis-à-vis restera toujours la même, ainsi que la conductivité électrique (la densité de courant A/mm ² supportable pour un échauffement donné), quelle que soit l'orientation axiale relative des deux cosses 10.

La forme du fût 11 de la cosse 10 joue un rôle en assurant que les plages 12 s'alignent. Comme le fût 11 est cylindrique, l'axe central du fût restera dans la même position quelle que soit l'orientation axiale du fût 11 quand il est posé au fond de la fente 61, 62. Les plages 12 des cosses 10 en vis-à-vis peuvent donc être facilement alignées de manière coaxiale et en chevauchement total en mettant les deux fûts 11 au fond de leurs fentes 61, 62 où ils seront coaxiaux.

Bien entendu, le bornier étau 50 peut recevoir et raccorder des cosses pour lesquelles la forme de la plage n'est pas circulaire, par exemple d'une forme carrée. Cependant, le chevauchement entre les surfaces de contact électrique de deux telles cosses identiques présentées en vis-à-vis, même si les plages sont centrées et alignées sur le même axe, changera selon l'orientation angulaire relative des deux cosses. Le changement en superficie de chevauchement implique un changement en capacité de support du courant, et de la résistance de la connexion. En conséquence, des cosses 10 avec des plages 12 de forme circulaire sont généralement préférées pour être utilisé avec ce bornier étau 50.

Pour soutenir une paire de cosses 10 de telle sorte que leurs surfaces de contact électrique 13 soient en vis-à-vis et sensiblement alignées, le bornier étau 50 peut être conçu pour soutenir les plages 12 des cosses au lieu du fût 11. Cela peut convenir notamment quand les plages 12 sont rondes.

Dans une variante, le bornier étau peut être conçu pour recevoir les cosses avec une plage qui n'est pas de forme plate, mais peut comprendre, par exemple, une surface arrondie du côté opposé à la surface de contact électrique pour le renforcer. Il peut être observé qu'il y a seulement un petit espace entre les deux plaques 51, 52 dans la position ouverte. Cela contribue non seulement à maintenir les cosses 10 insérées dans le bornier étau 50 dans leur position, et empêche aussi qu'un installateur essaie de raccorder deux câbles de sous-longueur en les serrant ensemble. Par ailleurs, comme les plaques 51, 52 se déplacent en translation quand le bornier étau 50 est serré, les forces subies par les câbles sont principalement axiales et les cosses 10 ont donc moins tendance à sortir de leur fente 61, 62. Par conséquent, les cosses 10 des câbles peuvent être insérées dans leur bonne position en vis-à-vis, puis le bornier étau 50 est serré.

Une fois que toutes les cosses 10 des câbles à raccorder sont insérées, le bornier étau 50 est serré par son système de serrage à cames, les surfaces de contact électrique 13 des deux cosses 10 sont en appui l'une contre l'autre pour garantir une conductivité à faible résistance électrique. Le serrage sert aussi à résister contre les efforts statiques et les effets vibratoires, en empêchant le mouvement relatif entre les cosses 10, et entre les cosses 10 et le bornier étau 50.

La figure 4 illustre la même connexion 100 que sur la figure 2, avec les cames

56 dans la position verrouillée où elles serrent les deux plaques 51, 52 l'une vers l'autre et donc les plages 12 des cosses 10 l'une contre l'autre. Afin de bien sécuriser les cames 56 et empêcher qu'elles se déverrouillent (par exemple à cause de vibrations, ou de chocs), une goupille beta 59 est employée. La goupille beta 59 traverse les trous pourvus sur les manches des cames et les points d'accrochement sur le bornier étau 50 de manière entrelacée, et est ensuite sécurisée, à son tour, de manière à ce qu'elle ne se détache pas.

Un parapluie 70 est employé pour réduire le risque d'être affecté par un FOD. Il comprend une plaque horizontale rectangulaire 71, une plaque centrale 72 s'étendant dans la direction de la longueur de la plaque rectangulaire 71 et vers le bas, destinée à être serrée par le bornier étau 50, et quelques plaques latérales 73 s'étendant dans la direction de la largeur de la plaque horizontale rectangulaire 71 et vers le bas. Le parapluie 70 sert, dans une certaine mesure, à isoler physiquement les trois cosses 10 en formant une petite cloison de séparation autour de chaque cosse 10 pour empêcher qu'un objet, ou même un liquide, ne tombe sur la connexion 100 et ainsi ne cause un court-circuit. Il est clipsé au bornier étau 50. En dehors du fait de protéger la connexion 100, il sert aussi à empêcher que les cosses 10 ne sortent des fentes 61, 62. Le parapluie 70 est préférablement aussi en matériau isolant, et peut être raccordé au bornier étau 50 le cas échéant.

La figure 5 illustre une connexion 200 comprenant une variante de bornier étau 80 globalement similaire à celui décrit auparavant, mais avec plusieurs modifications. La plaque fixe 81 est plus substantielle, ayant un support de montage 83 sous forme d'une plaque de base, et des plaques latérales 90.

Le système de serrage comprend quatre cames 86, mais cette fois seulement deux des cames 86 sont pourvues de manches permettant leur rotation manuelle. Cependant, les cames 86 sont toutes liées en rotation par une barre 87, et donc l'actionnement des deux cames 86 pourvues de manches actionnent les quatre cames 86.

Afin d'empêcher le mouvement relatif entre les plaques 81, 82 du bornier 80 dans l'état serré, les plaques 81, 82 comprennent des nervures 84 et des rainures 85 coopérantes sur leurs côtés qui font face à la plaque opposée. En outre, ces côtés opposés des plaques 81, 82 sont pourvus de lamages 93 adaptés à recevoir les plages 12 des cosses 10, les lamages 93 étant circulaires et prévus autour du fond de chaque fente 91, 92. Cela évite que les cosses 10 ne glissent le long de leur fente 91, 92. Les bords de ces lamages 93 aident aussi à soutenir les plages 12 de telle sorte qu'elles s'alignent. Enfin, deux goupilles 89 sont utilisées (une à gauche et une à droite) pour bien sécuriser les cames 86.

La figure 6 illustre la connexion 200 de la figure 5 avec un parapluie 95 posé sur le dessus du bornier étau 80. Le parapluie 85 comprend une plaque horizontale 96 et des plaques latérales 97. Il comprend également des formations pour l'engagement avec des formations complémentaires sur la plaque fixe 81 du bornier étau 80. Dans ce cas, deux tiges verticales 98 sur le parapluie sont glissées dans les rainures 94 correspondantes sur la plaque fixe 81. Une fois posé, le parapluie 95 est sécurisé au bornier étau 80 en fixant des goupilles 99 sur des goujons 88 fournis sur la plaque fixe 81.

Il sera évident à l'homme de métier que d'autres systèmes de serrage peuvent convenir au lieu des systèmes de serrage à cames décrits précédemment pour rapprocher et serrer les deux plaques du bornier étau. Par exemple, un système de came unique exerçant un effort sur toute la longueur du bornier étau peut être envisagé. Alternativement, les deux plaques du bornier peuvent être liées par des fixations rapides quart de tour, ou encore un autre système de serrage.

Bien entendu, le bornier étau peut recevoir et raccorder les cosses du type décrit mais avec la plage raccordée au fût de manière non-centrée, en d'autres termes, avec son centre géométrique n'étant pas sur l'axe. Cependant, des cosses ayant leurs plages raccordées de manière centrée sont préférables à l'égard de la pratique et pour la fiabilité de connexion.

Bien qu'un bornier avec les deux plaques qui se déplacent en translation soit préféré, les deux plaques peuvent être conçues pour pivoter l'une relativement à l'autre, par exemple raccordées le long de leur bord inférieur. Le bornier peut également être conçu pour raccorder plus ou moins de câbles en fonction de l'installation, par exemple avec seulement deux paires de fentes opposées pour les deux câbles de tensions continues.

L'invention ne se limite pas au domaine des aéronefs, mais peut également convenir à d'autres domaines de construction en tronçons ou modulée tels que ceux des navires, du bâtiment, ou généralement tout domaine où un câble doit être raccordé à un élément électrique.

Le mode de réalisation décrit auparavant est à titre d'exemple et ne doit pas être interprété de façon limitative. Il convient de noter que d'autres modes de réalisation ou améliorations à l'invention seront évidents pour l'homme du métier sans sortir du cadre de la portée générale des revendications.