FR3073676B1 - Systeme de connexion a collier pour borne de batterie comportant un dispositif de controle de son bon emboitement. - Google Patents

Systeme de connexion a collier pour borne de batterie comportant un dispositif de controle de son bon emboitement. Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un système de connexion comportant une cosse munie d'un collier fendu (21) prévu pour être emboité sur le plot (3) d'une borne de batterie, des moyens de serrage permettant de serrer ledit collier (21) sur ledit plot (3), ainsi qu'un dispositif de contrôle du bon emboîtement dudit collier (21) comprenant une pluralité de capteurs à contact (41) appliqués sur la tranche inférieure dudit collier (21), un module de traitement électronique et un témoin lumineux (45), ledit module étant paramétré de sorte que ledit témoin lumineux (45) soit allumé dès lors qu'au moins l'un desdits capteurs (41) ne détecte pas de contact entre la portion de la tranche inférieure dudit collier (21) sur laquelle il est appliqué et l'embase périphérique (4) de la borne et que ce même témoin lumineux (45) soit éteint lorsque l'ensemble desdits capteurs (41) détectent des contacts entre les différentes portions de ladite tranche sur lesquelles ils sont appliqués et ladite embase (4).

Description

SYSTEME DE CONNEXION A COLLIER. POUR BORNE DE BATTERIE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE CONTROLE DE SON BON EMBOITEMENT.
Domaine de l'invention
La présente invention a pour objet un système de connexion à collier pour borne de batterie du type permettant de relier ladite borne au circuit électrique d'utilisation et comportant des moyens de verrouillage et de déverrouillage dudit collier sur ladite borne.
Arrière-plan de l'invention
La liaison électrique entre les bornes de la batterie et le circuit électrique d'utilisation d'un véhicule s'effectue classiquement par l'intermédiaire de systèmes de connexion comprenant une cosse munie d'un collier fendu prévu pour être emboîté sur le plot d'une borne et d'un appendice de raccordement pour au moins un câble électrique, ainsi que des moyens de serrage permettant de serrer ce collier sur ce plot.
La demande de brevet FR 948 839 A décrit un tel système de connexion de type traditionnel comportant un collier pourvu d'une fente et dans lequel les moyens de serrage comportent deux brides parallèles s'étendant sensiblement radialement au collier depuis ses deux extrémités séparées par la fente et étant traversées par un boulon de serrage dont le vissage entraîne leur rapprochement de sorte à entraîner le serrage du collier sur le plot de la borne correspondante.
Dans ces systèmes de connexion de type traditionnel où le serrage du collier est réalisé par vissage, ce dernier a généralement tendance à se desserrer dans le temps ce qui entraine une diminution et/ou une perte d'uniformité de la pression de contact à la surface du plot de la borne de la batterie provoquant une dégradation de la qualité du contact entre cette borne et la cosse.
Ce mauvais contact peut se traduire à l'usage par une perte de conduction dans les câbles électriques, une oxydation des cosses, ou encore l'apparition de décharges électriques intempestives entre la cosse et la borne.
En outre, les vibrations générées par le véhicule peuvent alors entraîner un glissement du collier et une perte de contact entre la cosse et la borne de la batterie.
Afin de palier à ces inconvénients, d'autres types de systèmes de connexion à collier sont apparus sur le marché.
La demande de brevet FR 2 692 727 divulgue ainsi un système de connexion à collier de type rapide dans lequel les moyens de serrage comportent un levier monté articulé à pivotement sur le collier entre une position relevée dans laquelle il est à l'écart du collier de sorte que ce dernier n'exerce aucune contrainte sur le plot de la borne, et une position abaissée de serrage dans laquelle il sollicite radialement le collier de sorte que ce dernier enserre le plot.
En particulier, le levier comporte un cadre dont les deux bords longitudinaux sollicitent, lors de son pivotement en position de verrouillage, deux rampes latérales situées sur la face externe du collier de sorte à entraîner le serrage de ce collier sur le plot.
De tels systèmes de connexion de type rapide permettent d'éviter le desserrage du collier dans la mesure où ce dernier est correctement emboîté sur le plot de la borne, ce qui n'est toutefois pas systématiquement le cas.
En effet, par manque de temps ou pour des raisons de difficulté d’accès, il arrive régulièrement à l'usage que le système de connexion rapide soit mal emboîté sur le plot ce qui se traduit par un mauvais contact entre la borne et la cosse entraînant les mêmes conséquences négatives que celles rencontrées avec les systèmes de connexion de type traditionnel.
Objet et résumé de l'invention
La présente invention vise donc à améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un système de connexion pour borne de batterie comportant une cosse munie d'un collier fendu prévu pour être emboité sur le plot de ladite borne et d'un appendice de raccordement pour au moins un câble électrique, ainsi que des moyens de serrage permettant de serrer ledit collier sur ledit plot ; caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de contrôle du bon emboîtement dudit collier sur ledit plot comprenant une pluralité de capteurs à contact appliqués de manière espacée le long de la tranche inférieure dudit collier destinée à venir au contact de l'embase périphérique de ladite borne lors de l'emboîtement dudit collier sur ledit plot, un module de traitement électronique relié électriquement auxdits capteurs, et un témoin lumineux de contrôle relié électriquement audit module de traitement, ledit module de traitement étant paramétré de sorte que ledit témoin lumineux soit allumé dès lors qu'au moins l'un desdits capteurs ne détecte pas de contact entre la portion de la tranche inférieure du collier sur laquelle il est appliqué et ladite embase périphérique de la borne, et de sorte que ce même témoin lumineux soit éteint lorsque l'ensemble desdits capteurs détectent des contacts entre les différentes portions de la tranche inférieure dudit collier sur lesquelles ils sont appliqués et ladite embase périphérique.
La présence de ce dispositif de contrôle doté d'un témoin lumineux permet à l'usager de s'assurer visuellement et de manière particulièrement fiable du bon emboîtement du collier de la cosse sur le plot d'une borne de batterie, et d'éviter ainsi les désagréments pouvant être causés par une mauvaise qualité de connexion électrique entre la cosse et la borne.
Selon des caractéristiques préférées du système de connexion selon l'invention, prises seules ou en combinaison : - lesdits capteurs sont constitués par des extensomètres à fils résistants aptes à détecter chacun via une variation de leur résistance électrique les microdéformations subies par la portion de la tranche inférieure dudit collier sur laquelle ils sont respectivement appliqués lorsque cette dernière vient au contact de ladite embase périphérique de la borne ; - lesdits capteurs à contact sont répartis à intervalles réguliers le long de la tranche inférieure dudit collier ; - ledit témoin lumineux est constitué par une diode électroluminescente ; - ledit dispositif de contrôle comporte un boîtier hébergeant ledit module de traitement électronique et logeant au moins partiellement ledit témoin lumineux de sorte que ce dernier soit visible depuis l'extérieur dudit boîtier ; - ledit dispositif de contrôle comporte une pile de type bouton destinée à assurer son alimentation électrique ; - ledit dispositif de contrôle comprend un interrupteur permettant de couper son circuit électrique lorsque ledit système de connexion n'est pas utilisé afin d'éviter la décharge de ladite pile ; - la borne positive du circuit électrique dudit dispositif de contrôle est connectée électriquement audit collier, tandis qu'au moins une diode est montée sur ledit circuit électrique de sorte à générer une différence de potentiel entre les deux bornes dudit circuit électrique ; - lesdits moyens de serrage comportent un levier monté articulé à pivotement sur ladite cosse entre une position relevée dans laquelle il est à l'écart dudit collier de sorte que ce dernier n'exerce aucune contrainte sur ledit plot, et une position abaissée de serrage dans laquelle il sollicite radialement ledit collier de sorte que ce dernier enserre ledit plot ; et/ou - lesdits moyens de serrage comportent deux brides parallèles s'étendant sensiblement radialement audit collier dans le prolongement de ses deux extrémités séparées par une fente, lesdites brides étant traversées par un boulon de serrage dont le vissage entraîne leur rapprochement de sorte à entraîner le serrage dudit collier sur ledit plot.
Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un système de connexion à collier pour borne de batterie selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessous du système de connexion de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant le plan III-III de la figure 2 montrant le collier du système de connexion emboîté de manière incorrecte sur le plot d'une borne de batterie ; - la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 3 mais montrant le collier du système de connexion emboîté correctement sur le plot d'une borne de batterie ; - la figure 5 représente un diagramme fonctionnel du dispositif de contrôle intégré au système de connexion de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue en perspective d'un système de connexion à collier pour borne de batterie selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 7 est une vue de dessous du système de connexion de la figure 6.
Description détaillée de deux exemples de réalisation
Les figures 1 à 4 illustrent un système de connexion à collier 10 pour borne de batterie selon un premier exemple de réalisation de l'invention.
Ce système de connexion de type rapide 10 comporte une cosse 20 pour assurer la liaison électrique avec le plot 3 d'une borne de batterie (ce dernier étant visible uniquement sur les figures 3 et 4) et un levier de serrage 30 monté articulé à pivotement sur une première extrémité de la cosse 20.
Cette cosse 20, réalisée de préférence par découpage et emboutissage d'une feuille d'alliage métallique tel que le laiton, comporte un collier tronconique ou cylindrique fendu 21 prévu pour enserrer le plot 3, ainsi qu'un appendice de raccordement 22 sur lequel est sertie l'extrémité d'un câble électrique d'alimentation du véhicule 5.
Le collier 21 comporte deux demi-coquilles hémi-tronconiques ou hémi-cylindriques 21A, 21B élastiques radialement dont les premières extrémités séparées par une première fente 24 sont prolongées longitudinalement par deux parois parallèles 25 débouchant sur l'appendice de raccordement 22, et dont les secondes extrémités séparées par une seconde fente 26 située à l'opposé de la première fente 24 sont prolongées longitudinalement par deux pattes recourbées 27 formant l'extrémité d'articulation de la cosse 20.
Les deux demi-coquilles 21A, 21B présentent chacune sur leur face externe une nervure périphérique de rigidification respective 28 s'étendant radialement entre une paroi 25 et une patte 27 correspondantes, ainsi qu'une rampe latérale respective 29 orientée axialement.
La face interne du collier 21 présente avantageusement des stries non représentées sur les figures et destinées à assurer un meilleur contact électrique avec le plot 3.
Le levier 30, réalisé également de préférence par découpage et emboutissage d'une feuille d'alliage métallique tel que le laiton, est apte à être entraîné à pivotement entre une position relevée dans laquelle il est à l'écart du collier 21 de sorte que ce dernier n'exerce aucune contrainte sur le plot 3, et une position abaissée de serrage dans laquelle il sollicite radialement le collier 21 de sorte que ce dernier enserre le plot 3.
Ce levier 30 comporte un cadre 31 de forme globalement rectangulaire, et une languette de manœuvre 32 située dans le prolongement longitudinal du cadre 31 à l'opposé de l'axe de rotation du levier 30 afin de permettre à l'utilisateur une manipulation aisée de ce dernier.
La traverse du cadre 31 située à l'opposé de la languette 32 forme une tige d'articulation 33 traversant les deux pattes recourbées 27 et formant l'axe de rotation du levier 30.
La largeur du cadre 31 est définie de sorte que les deux bords longitudinaux internes de ses montants latéraux viennent solliciter radialement les deux rampes 29 des demi-coquilles 21A, 21B du collier 21 lors de l'abaissement du levier 30 de sorte à enserrer le plot 3.
Selon l'invention, ce système de connexion 10 comporte en outre un dispositif de contrôle 40 du bon emboîtement du collier 21 sur le plot 3.
Le dispositif de contrôle comprend une pluralité de capteurs à contact 41 appliqués de manière espacée le long de la tranche inférieure du collier 21 destinée à venir au contact de l'embase périphérique 4 de la borne lors de l'emboîtement de ce collier 21 sur le plot 3 de cette même borne.
En référence au diagramme fonctionnel de la figure 5, ce dispositif 40 comporte également un module de traitement électronique 42 hébergé dans un boîtier 43 de dimensions réduites (par exemple 10x10x10 millimètres) implanté sur la face supérieure de la languette 32 du levier 30 et étant relié à l'ensemble des capteurs 41 par l'intermédiaire d'un faisceau électrique 44.
Le dispositif de contrôle 40 comporte également un témoin lumineux de contrôle 45 relié électriquement au module 42 et logé au moins partiellement dans ce boîtier 43 de sorte à être visible depuis l'extérieur de ce dernier.
Ce témoin lumineux 45 est avantageusement constitué par une diode électroluminescente (LED) montée dans un orifice ménagé sur le dessus du boîtier 43.
Les capteurs à contact 41, ici au nombre de six, sont avantageusement répartis à intervalles réguliers le long de la tranche inférieure du collier 21 (les trois premiers se trouvant sur une première demi-coquille 21A et les trois autres sur la seconde demi-coquille 21B).
Ils sont en l'espèce constitués par des extensomètres à fils résistants dénommés couramment sous le terme de « jauges de contraintes » et aptes à détecter chacun via une variation de leur résistance électrique les microdéformations subies par la portion de la tranche inférieure du collier 21 sur laquelle ils sont respectivement appliqués lorsque cette dernière vient au contact de l'embase périphérique 4 de la borne de batterie 2.
Le module de traitement 42 comporte un circuit électronique doté de composants (par exemple une ou plusieurs portes logiques) pour analyser les signaux électriques reçus en provenance des capteurs 41 et activer éventuellement le témoin lumineux de contrôle 44 en fonction de ces signaux.
Ce module 42 est ainsi paramétré de sorte que : - le témoin lumineux de contrôle 45 soit allumé dès lors qu'au moins l'un des capteurs 41 ne détecte pas de contact entre la portion de la tranche inférieure du collier 21 sur laquelle il est appliqué et l'embase périphérique 4 de la borne (une telle configuration traduisant un mauvais emboîtement du collier 21 sur le plot 3 de la borne tel qu'illustré par la figure 3), et de sorte que - ce même témoin lumineux 45 soit éteint lorsque l'ensemble de ces capteurs 41 détectent des contacts entre les différentes portions de la tranche inférieure du collier 21 sur lesquelles ils sont appliqués et cette embase périphérique 4 de la borne (une telle configuration traduisant un emboîtement correct du collier 21 sur le plot 3 de la borne tel qu'illustré par la figure 4). L'alimentation électrique du dispositif de contrôle 40 est par exemple assurée par une pile bouton (par exemple de type zinc-argent ou alcaline) logée dans le boîtier 43. Dans un tel cas de figure, un interrupteur est avantageusement monté sur la face supérieure du boîtier 40 pour permettre de couper le circuit électrique du dispositif de contrôle 40 lorsque le système de connexion 10 n'est pas utilisé afin d'éviter la décharge de la pile.
Dans le cas où le système de connexion 10 est destiné à venir se brancher sur la borne positive de la batterie d'un véhicule, l'alimentation électrique du dispositif de contrôle 40 est avantageusement assurée par cette batterie.
Pour ce faire, la borne positive du circuit électrique de ce dispositif de contrôle 40 est connectée électriquement au collier 21 tandis qu'une différence de potentiel est appliquée entre les deux bornes de ce circuit par l'intermédiaire d'une ou plusieurs diodes montées en série (par exemple deux diodes 0,6V créant une différence de potentiel de 1,2V) de sorte à générer un courant électrique suffisant pour faire fonctionner le dispositif 40 en s'affranchissant d'une connexion électrique de la borne négative de son circuit électrique à la borne négative de la batterie.
En variante, le boîtier 43 hébergeant le module de traitement 42 électronique et le témoin lumineux de contrôle 45 est implanté sur la cosse 20, par exemple sur un plateau support prenant racine sur l'appendice de raccordement 22.
Les figures 6 et 7 illustrent un système de connexion à collier 100 pour borne de batterie 2 selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention.
Ce système de connexion de type traditionnel 100 comporte une cosse 120 métallique comprenant un collier tronconique ou cylindrique 121 pourvu d'une fente 124 et prévu pour enserrer le plot d'une borne de batterie, ainsi qu'un appendice de raccordement à vis 122 relié au collier 121 par l'intermédiaire d'une languette 123 et sur lequel est attachée l'extrémité d'un câble électrique d'alimentation du véhicule (non représenté).
Le système de connexion 100 comprend également des moyens de serrage permettant de serrer ce collier 121 sur un plot pour assurer la liaison électrique avec la borne correspondante.
Ces moyens de serrage comportent deux brides parallèles 125 s'étendant sensiblement radialement au collier 121 dans le prolongement de ses deux extrémités séparées par la fente 124, et étant traversées par un boulon de serrage 126 dont le vissage entraine leur rapprochement de sorte à entraîner le serrage du collier 121 sur le plot de la borne.
Le système de connexion 100 comporte en outre un dispositif de contrôle du bon emboîtement du collier 121 sur le plot.
Ce dispositif de contrôle, semblable au dispositif 40 décrit ci-avant, comprend une pluralité de capteurs à contact 141 appliqués à intervalles réguliers contre la tranche inférieure du collier 121, un module de traitement (non visible sur les figures et identique au module 42) logé dans un boîtier 143 implanté sur la face supérieure de la languette 123 et étant relié à l'ensemble des capteurs 141 par l'intermédiaire d'un faisceau électrique 144.
Le dispositif de contrôle comporte également un témoin lumineux de contrôle 145 relié au module de traitement et logé au moins partiellement dans ce boîtier 143 de sorte à être visible depuis l'extérieur de ce dernier.
Selon des variantes de réalisation non représentées, le nombre capteurs à contact implantés sur la tranche inférieure du collier est différent (de préférence compris entre deux et huit et avantageusement entre trois et six).
Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, les capteurs à contact sont également de type différent (par exemple, des capteurs de pression ou de déformation).
On rappelle enfin que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de connexion pour borne de batterie comportant une cosse (20 ; 120) munie d'un collier fendu (21 ; 121) prévu pour être emboité sur le plot (3) de ladite borne et d'un appendice de raccordement (22 ; 122) pour au moins un câble électrique (5), ainsi que des moyens de serrage permettant de serrer ledit collier (21 ; 121) sur ledit plot ; caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de contrôle (40) du bon emboîtement dudit collier (21 ; 121) sur ledit plot (3) comprenant une pluralité de capteurs à contact (41 ; 141) appliqués de manière espacée le long de la tranche inférieure dudit collier (21 ; 121) destinée à venir au contact de l'embase périphérique (4) de ladite borne lors de l'emboîtement dudit collier (21 ; 121) sur ledit plot (3), un module de traitement électronique (42) relié électriquement auxdits capteurs (21 ; 121), et un témoin lumineux de contrôle (45 ; 145) relié électriquement audit module de traitement (42), ledit module de traitement (42) étant paramétré de sorte que ledit témoin lumineux (45 ; 145) soit allumé dès lors qu'au moins l'un desdits capteurs (41 ; 141) ne détecte pas de contact entre la portion de la tranche inférieure du collier (21 ; 121) sur laquelle il est appliqué et ladite embase périphérique (4) de la borne, et de sorte que ce même témoin lumineux (45 ; 145) soit éteint lorsque l'ensemble desdits capteurs (41 ; 141) détectent des contacts entre les différentes portions de la tranche inférieure dudit collier (21 ; 121) sur lesquelles ils sont appliqués et ladite embase périphérique (4).
  2. 2. Système de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits capteurs (41 ; 141) sont constitués par des extensomètres à fils résistants aptes à détecter chacun via une variation de leur résistance électrique les microdéformations subies par la portion de la tranche inférieure dudit collier (21 ; 121) sur laquelle ils sont respectivement appliqués lorsque cette dernière vient au contact de ladite embase périphérique (4) de la borne.
  3. 3. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que lesdits capteurs à contact (41 ; 141) sont répartis à intervalles réguliers le long de la tranche inférieure dudit collier (21 ; 121).
  4. 4. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit témoin lumineux est constitué par une diode électroluminescente (45 ; 145).
  5. 5. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle (40) comporte un boîtier (43 ; 143) hébergeant ledit module de traitement électronique (42) et logeant au moins partiellement ledit témoin lumineux (45 ; 145) de sorte que ce dernier soit visible depuis l'extérieur dudit boîtier (43 ; 143).
  6. 6. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle (40) comporte une pile de type bouton destinée à assurer son alimentation électrique.
  7. 7. Système de connexion selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle (40) comprend un interrupteur permettant de couper son circuit électrique lorsque ledit système de connexion n'est pas utilisé afin d'éviter la décharge de ladite pile.
  8. 8. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la borne positive du circuit électrique dudit dispositif de contrôle (40) est connectée électriquement audit collier (21 ; 121), et en ce qu'au moins une diode est montée sur ledit circuit électrique de sorte à générer une différence de potentiel entre les deux bornes dudit circuit électrique.
  9. 9. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage comportent un levier (30) monté articulé à pivotement sur ladite cosse (20) entre une position relevée dans laquelle il est à l'écart dudit collier (21) de sorte que ce dernier n'exerce aucune contrainte sur ledit plot (3), et une position abaissée de serrage dans laquelle il sollicite radialement ledit collier (21) de sorte que ce dernier enserre ledit plot (3).
  10. 10.Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage comportent deux brides parallèles (125) s'étendant sensiblement radialement audit collier (121) dans le prolongement de ses deux extrémités séparées par une fente (124), lesdites brides (125) étant traversées par un boulon de serrage (126) dont le vissage entraîne leur rapprochement de sorte à entraîner le serrage dudit collier (121) sur ledit plot.
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