WO2010122236A1 - Connecteur magnétique de raccordement electrique pour systemes electriques modulaires. - Google Patents

Connecteur magnétique de raccordement electrique pour systemes electriques modulaires. Download PDF

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WO2010122236A1
WO2010122236A1 PCT/FR2010/000275 FR2010000275W WO2010122236A1 WO 2010122236 A1 WO2010122236 A1 WO 2010122236A1 FR 2010000275 W FR2010000275 W FR 2010000275W WO 2010122236 A1 WO2010122236 A1 WO 2010122236A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connector
bearing surface
magnetic
primary
conjugate
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/000275
Other languages
English (en)
Inventor
Ronald Bosch
Olivier Stocky
Original Assignee
Novall
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Novall filed Critical Novall
Publication of WO2010122236A1 publication Critical patent/WO2010122236A1/fr

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/70—Structural association with built-in electrical component with built-in switch
    • H01R13/703—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part
    • H01R13/7036—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part the switch being in series with coupling part, e.g. dead coupling, explosion proof coupling
    • H01R13/7037—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part the switch being in series with coupling part, e.g. dead coupling, explosion proof coupling making use of a magnetically operated switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H2036/0086—Movable or fixed contacts formed by permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding

Definitions

  • the present invention relates to the field of modular electrical systems. It mainly concerns the electromechanical connections specific to such systems, and more precisely still the "magnetic" type electrical connectors constituting these connections, ie the connectors whose mechanical connection between the constituent elements of the modular system is provided by magnetic forces.
  • Document WO 92/16002 discloses an electromechanical coupling comprising, on the one hand, a primary magnetic connector connected to a voltage source and provided with a magnetic switch and, on the other hand, a conjugated secondary magnetic connector, paired with the primary connector, electrically connected to an electrical power consuming apparatus and having trigger magnets.
  • the primary and secondary connectors each have a bearing surface for the other connector.
  • the current flow between the primary and secondary connectors is provided by contact elements whose surfaces come to bear on each other when the connectors are connected. Thanks to the triggering magnets of the secondary connector, the magnetic switch of the primary connector can be brought from a rest position, in which it is pushed by a retaining force exerted by a spring, to an operating position, when the connector secondary is placed on the primary connector. When the magnetic switch is in its rest position, it interrupts the circuit between the contact elements of the primary connector and the terminals for the connection with the voltage source, in order to prevent the contact elements from being energized when the connector is not used.
  • the magnetic switch comprises permanent magnets, including so-called "coded” magnets, which are attracted by permanent magnets triggering opposite polarity.
  • the magnetic switch is not only attracted by magnets oriented appropriately, but also by a single piece of steel, or more generally of soft magnetic material. If such a piece is close to the magnetic switch, it is magnetized according to the magnetic field and thus causes the switch to move to its operating position.
  • the object of the present invention is to overcome this disadvantage by proposing a connector that can be used in a modular electrical system safely by a user even unsure
  • the invention relates to a magnetic connector for electrical connection with a conjugate magnetic connector to be matched and comprising: - a frame of electro-insulating material defining a bearing surface for the conjugate connector;
  • first and a second electrical terminals for connecting the connector to a receiver (eg an MP3 player, a lamp, a battery charger, etc.) or to an electrical energy donor (eg a battery electric, transformer, etc.); a first and a second contact element, said first contact element having a first contact surface for a second contact element of the conjugate connector for establishing an electrical connection between the first electrical terminal and said second contact element of the connector conjugate, said second contact element having a second contact surface for a first contact element of the conjugate connector to establish an electrical connection between the second electrical terminal and said first contact element of the conjugate connector; and
  • a receiver eg an MP3 player, a lamp, a battery charger, etc.
  • an electrical energy donor eg a battery electric, transformer, etc.
  • the first contact element comprises a magnet permanent housed in a first recess (blind or through) formed in the bearing surface of its frame
  • the second contact element comprises a body of soft magnetic material (preferably low remanence, arranged movable in a second recess arranged in the bearing surface of its chassis, pushed into a rest position, recessed with respect thereto, by a return member and movable from its rest position to an active position projecting from to said bearing surface under the action of a magnet positioned opposite said body of soft magnetic material, and in that the body made of material m mild agnetic acts as actuator of the switch, which is open (preventing the passage of electric current) when the body of soft magnetic material is in its rest position, and closed (allowing the passage of electric current) when the body in soft magnetic material is in its active position.
  • the magnetic connector according to the invention when the magnetic connector according to the invention is not used, at least one, but preferably both, contact surfaces are separated from the terminals for connecting a donor or a receiver of electrical energy. .
  • the switch is preferably mounted between the terminal connected to the phase and the corresponding contact surface.
  • Conjugate to a given first connector, a connector adapted to be matched to the first connector and together make an electrical connection.
  • the "conjugate” connector also represents the “complementary” connector of the first connector.
  • the connector according to the invention lies in the fact that it is not possible to cause a short-circuit between the contact surfaces by means of a piece of soft magnetic material, eg the blade of a knife.
  • the permanent magnet although attracted by such a piece, will remain in its retracted position relative to the bearing surface, on the other hand, the force of attraction on the body soft magnetic material will not be enough to overcome the restoring force and pull it well into the active position.
  • the electrical connector is particularly suitable for use without special precautions on an electrical energy donor device. It should be noted that the electrical connector is also particularly suitable for use in a low voltage system (eg 10 V, 12 V or 15 V).
  • the permanent magnet may be made of an electrically non-conductive material.
  • the permanent magnet is made of an electrically conductive material.
  • the first contact surface may be a face of the permanent magnet which is accessible from the bearing surface.
  • the body of soft magnetic material is electrically conductive.
  • the second contact surface may be the body face of soft magnetic material that protrudes when the body is in the active position.
  • the return member advantageously comprises a return spring, whose elastic force will be overcome when the body of soft magnetic material is moved into its active position.
  • the contour and the dimensions of the part of the body made of soft magnetic material which protrudes from the bearing surface correspond to the contour and the dimensions of the first recess formed in the surface of support.
  • the primary magnetic connector according to the invention is "self-conjugate", in the sense that the configuration of the conjugate connector that can be paired is identical to that of the primary connector.
  • the magnetic connector of the invention comprises sealing means to make the second obviously liquid-tight when the body of soft magnetic material is in the rest position.
  • sealing means may comprise a sealing ring arranged around the body of soft magnetic material so as to be clamped between the frame and the body of soft magnetic material when the latter is in the rest position.
  • a polarizer is particularly desirable if the connector could be otherwise coupled to another connector of the same type (case of connectors "self-conjugate").
  • a first type of connector (undesired) is used on the devices that transmit electrical energy (eg a battery or a battery, a transformer, a generator, a dynamo, etc.) and a second type connector connector, of the first type, on the electrical energy receiving devices (eg a lamp, a fragrance diffuser, a radio, an audio speaker, etc.)
  • the subject of the invention is also a conjugated secondary magnetic connector intended to be matched with the primary connector defined before and comprising:
  • a frame made of electro-insulating material defining a bearing surface for the primary connector
  • first and second electrical terminals for connecting said conjugated secondary connector to a receiver or an electrical energy donor; a first and a second contact element, the first contact element of the conjugate secondary connector having a first contact surface for the second contact element of the primary connector in order to establish an electrical connection between the first electrical terminal of said conjugate secondary connector; and the second contact element of the primary connector, the second contact element of said conjugate secondary connector having a second contact surface for a first contact element of the primary connector for establishing an electrical connection between the second electrical terminal of said conjugate secondary connector and the first contact element of the primary connector, this conjugate secondary connector being characterized in that, to be compatible with the primary connector, the first contact element of said secondary connector comprises a permanent magnet arranged in a first recess in its surface.
  • the second contact element of the conjugate secondary connector comprises a body of magnetic material, arranged in a position protruding from its bearing surface or arranged so as to be movable from a rest position, recessed with respect to said bearing surface to an active position projecting from said bearing surface under the action of a magnet positioned opposite the body of magnetic material.
  • the contour and dimensions of the first recess of the conjugate secondary connector are chosen such that the front portion (ie, the protruding portion in the active position) of the soft magnetic body of the primary connector can be accommodated therein. accommodate when both connectors are assembled.
  • the outline and dimensions of the front portion of the body of soft magnetic material of the conjugate connector are chosen so that the body can be housed in the first recess of the primary connector.
  • the conjugate connector does not necessarily have all the safety benefits of the primary electrical connector. However, since there is no risk of a short circuit on an unplugged electrical energy receiver device, the conjugate connector according to this embodiment therefore has a cheap alternative in the case of electric power receivers.
  • the conjugate connector may have the same configuration as the primary connector.
  • the invention relates to an electrical connection apparatus constituted by the assembly of the primary magnetic connector and the secondary magnetic connector conjugate as described above.
  • the magnetic connectors according to the invention are particularly suitable for the construction of a modular electric system of free imagination, as they are easily assembled to one another by magnetic forces and they are also easily detachable from each other.
  • An advantageous application of the invention is therefore an assembly kit for a modular electrical system comprising a plurality of primary and / or conjugated connectors.
  • the magnetic connectors according to the invention are particularly suitable for use in a power supply circuit.
  • a communication line eg a computer bus
  • analog or digital transmission e.g., power supply and information transfer can take place on the same power line.
  • the frame of the primary connector and / or the secondary connector conjugate may have a substantially cylindrical shape (of revolution or not) or any other form ready for the intended use.
  • the body of soft magnetic material is preferably chosen so as to have a magnetic remanence field of less than 1 T (tesla), for example in the range of 0.03 to 0.3 T.
  • Fig. 2 the cross section of the electrical connector of Figure 1 with the body of soft magnetic material in the active position;
  • Fig. 3 a cross-section, paired with each other, of two primary and secondary conjugate connectors, as shown in Figures 1 and 2;
  • Fig. 4 an illustration of two modules of a modular electrical system equipped with connectors according to a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 5 an illustration of the two modules of Figure 4 when paired
  • Fig. 6 a cross section of an electrical connector according to another preferred embodiment of the invention.
  • Fig. 7 the cross section of the electrical connector of Figure 6 with the body of soft magnetic material in the active position
  • Fig. 8 a cross section of two connectors as shown in Figures 6 and 7 when coupled;
  • Fig. 9 to 14 illustrations of combinations of magnetic connectors according to the invention, provided with polarizers.
  • Figure 1 shows a cross-section of a primary magnetic connector 10 according to a preferred embodiment of the invention. It will be noted from the outset, as will be shown in FIG. 3, that its conjugated magnetic connector is perfectly identical to it so that it can be matched to each other by a head-to-tail assembly of their respective bearing surface.
  • the primary connector 10 comprises a frame 12 made of electrically insulating material (for example an injectable thermoplastic).
  • the outer shape of the frame 12 is essentially cylindrical. Its base defines a bearing surface 14 for the conjugate magnetic connector (see FIG. 3).
  • the bearing surface 14 is provided with recesses 16 and 18 in which are respectively housed a first 24 and a second 34 contact elements.
  • the connector 10 also includes a first 30 and a second 32 electrical terminals for permanently connecting it to a receiver or donor device (not shown).
  • the first contact element 24 comprises a permanent magnet 20 of electrically conductive material. This permanent magnet is arranged in its housing 16 in withdrawal (a few mm) relative to the bearing surface 14.
  • the active face of the magnet 20, oriented towards the bearing surface 14, forms a first contact surface 24a which is intended to come into contact with a second contact element of a conjugate connector and which is identical to the second contact element 34 of the connector 10.
  • the magnet 20 is fixedly held in its retracted position relative to the bearing surface 14 by abutting on a flange 26 under the urging stress of its rear holding plate 28 providing the metallic connection with the first electrical terminal 30.
  • the second contact element 34 comprises a body of soft magnetic material 22 (hereinafter “magnetic body”) with low remanence, movably arranged in the second recess 18.
  • the magnetic body 22 is pushed into a rest position with respect to the bearing surface 14 by a return spring 36.
  • the magnetic body 22 can be moved, from its rest position, into a projecting active position relative to the bearing surface 14 (of a height equal to that of the rim 26) under the action of a magnetic force which will be exerted by the permanent magnet of the secondary connector conjugate, identical to the permanent magnet 20 the primary connector 10 when it will be positioned in front of the magnetic body 22 when pairing the two connectors.
  • the return spring 36 is housed around a cylindrical guide flange 38 formed by a return coming from the frame 12 and in which the magnetic body 22 can slide in the manner of a piston.
  • the spring 36 is housed between the front wall of the frame and a support piece 40 carrying the magnetic body 22.
  • the spring 36 In the absence of a magnetic force acting on the magnetic body 22, the spring 36 holds it in its retracted position by relative to the bearing surface 14. If a magnet is placed opposite the magnetic body 22, it is subjected to a magnetic force which works against the elastic force of the spring 36. If this magnetic force is sufficient intensity to overcome the return force of the spring 36, it compresses and the magnetic body 22 moves in its active position, in relief the bearing surface 14.
  • the support piece 40 comes into contact with the second terminal 32 of the connector 10 to electrically connect this terminal 32 to the second contact surface 34a.
  • FIG. 2 shows the connector of FIG. 1 with the magnetic body 22 in the active position, in relief at the bearing surface 14, over a height of a few mm equal to the depth of the rim 26 for holding the permanent magnet 20 constituent element of the contact element 24. It will be noted once more that the connector 10 shown in FIGS. 1 and 2 is of the type
  • FIG. 3 shows a "head-to-tail" connection of two connectors 10, 10 'as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the protruding part of the bodies of soft magnetic material 22, 22' has the same dimensions and the same contour in the plane of the bearing surfaces 14, 14 'that the first recess, so that the coupling of the two connectors 10, 10' is possible.
  • the soft magnet 22 of the contact element 34 of the primary connector 10 pulled into the active position output by the permanent magnet 20 'of the contact element 24' of the connector secondary, the two magnets 22 and 20 'being in contact by their respective active face 34a and 24'a, thus ensuring the electrical continuity between the terminals 32 of the primary connector 10 and the terminal 30' of the secondary connector 10 ', while the we find the same situation.
  • the first element is a storage battery module 44 containing rechargeable batteries 46.
  • the second element is a lighting module 48.
  • the battery module 44 and the lighting module 48 each have a magnetic connector 10 and 10 'according to FIG. 'invention.
  • the connector 10 'of the lighting module 48 (electrical energy receiver module) is conjugated to the connector 10 of the battery module 44 (electrical energy donor module). Thanks to the magnetization of the connectors 10, 10 ', the two modules 44, 48 can be easily coupled (FIG. 5) and decoupled (FIG. 4).
  • the connector 10 of each electric energy donor module has a polarizing stud 50 protruding beyond the bearing surface 14.
  • 10 'conjugate connector on each electrical energy receiver module has corresponding niche 52 adapted to receive the stud 50 at the time of pairing the two modules "head-to-tail”. Another variant of polarizing means is described below with reference to FIGS. 9-14.
  • the modular system may include other donor modules or receivers of electrical energy.
  • donor modules one could have, in addition:
  • a dynamo module including a voltage limiter
  • a photovoltaic module a screw-type adapter module for connecting the system to a socket for a light bulb, including a voltage converter,
  • the system may include branching modules (for connecting a plurality of electrical energy receivers to an electrical energy donor) and extension modules.
  • FIG. 6 to 8 refer to a magnetic connector and its conjugate connectors made according to another preferred embodiment of the invention.
  • the connector 110 comprises a chassis 112 made of electro-insulating material (for example injectable plastic).
  • a chassis base 112 defines the bearing surface 114 for a conjugate magnetic connector (see FIG. 8).
  • the bearing surface 114 is provided with recesses 116, 118 where are housed a first and a second contact element.
  • the connector 110 includes a first 130 and a second 132 electrical terminals for permanently connecting it to a receiver or donor device (not shown).
  • the first contact element comprises a permanent magnet 120 of electrically conductive material, which is arranged recessed with respect to the bearing surface 114.
  • the face of the magnet facing the bearing surface 114 forms a first contact surface 124, intended to come into contact with a second contact element of a conjugate connector.
  • the magnet 120 is held in a fixed position relative to the bearing surface 114 by a flange 126 and a metal contact 128 connected to the first electrical terminal 130.
  • the second contact element comprises a soft magnetic body 122 with a low remanence (remanence fields, eg of 0.1 T), movably arranged in the second recess 118.
  • the face of the magnetic body 122 which is oriented towards the Support surface 114 forms a second contact surface 134, intended to come into contact with a first contact element of the conjugate connector.
  • the magnetic body 122 is pushed into a rest position set back from the bearing surface 114 by a return spring 136.
  • the magnetic body 122 can be moved from its rest position (illustrated in FIG. 6), in an active position projecting from the bearing surface 114 (illustrated in FIG. 7) under the action of a magnetic force, exerted for example by a magnet positioned in front of the magnetic body 122.
  • the magnetic body is fixed on a screw 123 (preferably itself a soft magnetic material), housed axially movable in a hole in a rear wall of the frame 112.
  • return spring 136 is housed around the shank of the screw 123 and clamped between the rear wall of the frame 112, on the one hand, and the head of the screw 123, on the other hand.
  • the spring 136 holds the latter in its retracted position with respect to the bearing surface 114. If a magnet is placed the magnetic body 122, the latter is subjected to a magnetic force which works against the elastic forces of the spring 136. It follows that the spring 136 is compressed and the magnetic body 122 moves in its active position, in which part of the magnetic body 122 protrudes in relief the bearing surface 114.
  • the second terminal 132 and the contact surface 134 are electrically connected through the magnetic body 122, the screw 123 and the contact piece 125 Belleville washer.
  • the aforementioned elements are made of electroconductive materials.
  • the contact piece 125 is held in place between the head of the screw 123 and the spring 136.
  • the conical portion of the contact piece 123 is dimensioned so that it comes into contact with an annular portion of the terminal 132 , an annular portion which is applied to the rear wall of the frame 112 and which surrounds the screw 123 and the spring 136.
  • the sealing of the connector 110 is provided by a sealing ring 142 housed in a circumferential groove on the magnetic body 122. When the magnetic body 122 is in its rest position, the ring 142 is clamped between the frame 112 and the magnetic body 122 and thus prevents the passage of liquid.
  • Figure 7 shows the connector of Figure 6 with the magnetic body 122 in the active position.
  • the connector 110 shown in FIGS. 6 and 7 is of the "self-conjugate" type, that is, it can connect to a paired connector of identical configuration.
  • FIG. 8 shows an assembly of two connectors 110, 110 'as shown in FIGS. 6 and 7.
  • the protruding portion of the bodies of soft magnetic material 122, 122' has the same dimensions and the same contour in the plane of the surfaces of FIGS. 114, 114 'that the first recess, so that the coupling of the two connectors 110, 110' is possible.
  • the use of polarizers on magnetic connectors according to the invention is illustrated in FIGS. 9 to 14. As seen previously, it may be desirable to make it physically impossible to connect certain electrical devices, for example two electrical energy donors. For this purpose, one can provide several groups of magnetic connectors according to the invention, each of them being dedicated to a particular group of devices. In a modular electrical system, the following groups of electrical devices are provided:
  • the electrical energy donor / receiver devices eg a battery charger module which is supplied with power by the same terminals which are also used to connect an electrical energy receiver.
  • an electrical energy receiver can be paired with both a donor and a donor / receiver of electrical energy.
  • the magnetic connectors for electrical energy receivers are uniformly indicated by the reference number HOR, the magnetic connectors for electrical energy donors by the reference numeral 11 OD and the magnetic connectors for donors / receivers. electric energy by the reference number 11 ODR.
  • the connectors HOD and 11 ODR are provided on their respective bearing surface, polarizing pins protruding protruding the bearing surface between the contact surfaces.
  • the connector 11 OD has a single polarizing stud 150C located in the middle of the segment connecting the centers of the contact surfaces of the connector 110D, while the connector 11 ODR has two polarizing pins 150S each arranged on the mediator of the segment connecting the centers of the contact surfaces of the connector 11 ODR, symmetrically on either side of this segment.
  • Figure 9 illustrates the coupling of a HOR connector with a HOD connector.
  • the connector 11 OR has two recesses 152S arranged in the bearing surface, on the mediator of the segment connecting the centers of the contact surfaces of the connector 110R, symmetrically on both sides of this segment, these 152S niches being intended to receive the symmetrical 150S nipples of the HOD connector.
  • a third recess 152C is formed in the middle of the segment connecting the centers of the contact surfaces of the connector 11 OR to receive the central stud 150C of a connector 110DR. This coupling situation is shown in Figure 10.
  • the coupling of a connector HOD with a connector HODR is possible because (a) the connector 11 OD has a recess 152C formed in the middle of the segment connecting the centers of the contact surfaces of the connector 110D, intended to receive the stud 11 of the connector 11 ODR, and (b) the connector 11 ODR has two recesses 152S arranged in the bearing surface, on the mediator of the segment connecting the centers of the contact surfaces of the connector 11 ODR symmetrically on both sides of this segment, these 152S niches being intended to receive the symmetrical nipples 150S of the HOD connector.
  • This situation is illustrated in Figure 12.
  • the coupling between two connectors 110R is possible, since each of them has only niches 150S, 150C.
  • the HOR connector is of the "self-conjugate” type, while the 11 OD and 11 ODR connectors are not.
  • the connector 11 OR is conjugated to both the 110D connector and the connector 1 10DR (and vice versa).
  • the 110D connector is also a conjugate connector of the 11 ODR connector (and vice versa).
  • a given connector may therefore have several conjugate connectors of different types.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Connecteur magnétique primaire 10, configuré pour établir une liaison électrique avec un connecteur magnétique secondaire conjugué 10', comprenant: un châssis électro-isolant 12 définissant une surface d'appui 14 pour le connecteur conjugué; une première 30 et une seconde 32 bornes électriques pour relier le connecteur primaire à un récepteur ou un donneur d'énergie électrique; un premier élément de contact 24 pour un second élément de contact du connecteur conjugué afin d'établir une liaison électrique entre la première borne 30 et comprenant un aimant permanent 20 logé dans un premier évidemment 16 de la surface d'appui 14 et le second élément de contact du connecteur conjugué, un second élément de contact 34 pour un premier élément de contact du connecteur conjugué afin d'établir une liaison électrique entre la seconde borne 32 et le premier élément de contact du connecteur conjugué et comprenant un corps 22 en matériau magnétique doux à faible rémanence, agencé de manière mobile dans un second évidement 18 de la surface d'appui 14, poussé dans une position de repos, en retrait par rapport à la surface d'appui, par un ressort de rappel 36 et pouvant être déplacé, depuis sa position de repos, jusqu'à une position active en saillie par rapport à la surface d'appui sous l'action d'un aimant positionné en face du corps en matériau magnétique doux lequel fonctionne comme actionneur de l'interrupteur 36,40, et un interrupteur 36,40 actionné magnétiquement pour établir ou interrompre la liaison électrique entre la première borne 30 et la première surface de contact et/ou entre la seconde borne 32 et la seconde surface de contact, et qui est ouvert lorsque le corps magnétique doux 22 se trouve dans sa position de repos et fermé lorsque ce corps 22 se trouve dans sa position active.

Description

CONNECTEUR MAGNÉTIQUE DE RACCORDEMENT ELECTRIQUE POUR SYSTEMES ELECTRIQUES MODULAIRES.
La présente invention à trait au domaine des systèmes électriques modulaires. Elle concerne principalement les raccordements électromécaniques propres à de tels systèmes, et plus précisément encore les connecteurs électriques de type "magnétique" constitutifs de ces raccords, c'est à dire les connecteurs dont la liaison mécanique entre les éléments constitutifs du système modulaire est assurée par des forces magnétiques. On connaît du document WO 92/16002 un raccord électromécanique comportant, d'une part, un connecteur magnétique primaire relié à une source de tension et doté d'un commutateur magnétique et, d'autre part, un connecteur magnétique secondaire conjugué, apparié au connecteur primaire, relié électriquement à un appareil consommateur d'énergie électrique et comportant des aimants de déclenchement. Les connecteurs primaire et secondaire présentent chacun une surface d'appui pour l'autre connecteur. Le passage de courant entre les connecteurs primaire et secondaire est assuré par des éléments de contact dont les surfaces viennent s'appuyer l'une sur l'autre quand les connecteurs sont raccordés. Grâce aux aimants de déclenchement du connecteur secondaire, le commutateur magnétique du connecteur primaire peut être amené depuis une position de repos, dans laquelle il est poussé par une force de retenue exercée par un ressort, jusqu'à une position de fonctionnement, lorsque le connecteur secondaire est posé sur le connecteur primaire. Lorsque le commutateur magnétique est dans sa position de repos, il interrompt le circuit entre les éléments de contact du connecteur primaire et les bornes pour la liaison avec la source de tension, afin d'éviter que les éléments de contact ne soient sous tension quand le connecteur n'est pas utilisé.
On connaît aussi, du document WO 98/09346, un autre raccord électromécanique du même type. Dans ce raccord cependant, le connecteur primaire comporte un dispositif de sécurité additionnel qui provoque un court-circuit voulu si le commutateur magnétique ne retourne pas dans sa position de repos au moment où le connecteur secondaire est écarté. Un coupe-circuit (p.ex. un fusible) interrompt alors le circuit électrique, ce qui évite que les éléments de contact ne soient sous tension lorsqu'ils sont à nu.
Dans les deux documents prémentionnés, le commutateur magnétique comprend des aimants permanents, notamment des aimants dits "codés", qui sont attirés par des aimants permanents de déclenchement à polarité opposée. Cependant, le commutateur magnétique n'est pas uniquement attiré par des aimants orientés de manière appropriée, mais aussi par une simple pièce en acier, ou plus généralement en matériau magnétique doux. Si une telle pièce est rapprochée au commutateur magnétique, elle s'aimante en fonction du champ magnétique et provoque ainsi le déplacement du commutateur dans sa position de fonctionnement. Un inconvénient des connecteurs électriques exposés ci-dessus, soulignant des aspects de sécurité de leur usage, réside donc dans le fait qu'un court-circuit peut être rapidement provoqué par une simple pièce en matériau magnétique doux, pouvant être approchée par inadvertance ou fortuitement. Le but de la présente invention est de surmonter cet inconvénient en proposant un connecteur pouvant être utilisé dans un système électrique modulaire en toute sécurité par un utilisateur même non averti
A cet effet, l'invention a pour objet un connecteur magnétique de raccordement électrique avec un connecteur magnétique conjugué à apparier et comprenant: - un châssis en matière électro-isolante définissant une surface d'appui pour le connecteur conjugué ;
- une première et une seconde bornes électriques pour relier le connecteur à un récepteur (p.ex. un baladeur mp3, une lampe, un chargeur de piles, etc.) ou à un donneur d'énergie électrique (p.ex. une pile électrique, un transformateur, etc.) ; - un premier et un second éléments de contact, ledit premier élément de contact ayant une première surface de contact pour un second élément de contact du connecteur conjugué afin d'établir une liaison électrique entre la première borne électrique et ce second élément de contact du connecteur conjugué, ledit second élément de contact ayant une seconde surface de contact pour un premier élément de contact du connecteur conjugué afin d'établir une liaison électrique entre la seconde borne électrique et ce premier élément de contact du connecteur conjugué ; et
- un interrupteur actionné magnétiquement pour établir ou interrompre la liaison électrique entre la première borne et la première surface de contact et/ou entre la seconde borne et la seconde surface de contact, connecteur magnétique caractérisé en ce que le premier élément de contact comprend un aimant permanent logé dans un premier évidement (borgne ou traversant) ménagé dans la surface d'appui de son châssis, et le second élément de contact comprend un corps en matériau magnétique doux (de préférence à faible rémanence,, agencé mobile dans un second évidement ménagé dans la surface d'appui de son châssis, poussé dans une position de repos, en retrait par rapport à celle-ci, par un organe de rappel et pouvant être déplacé depuis sa position de repos jusqu'à une position active en saillie par rapport à ladite surface d'appui sous l'action d'un aimant positionné en face dudit corps en matériau magnétique doux, et en ce que le corps en matériau magnétique doux fonctionne comme actionneur de l'interrupteur, lequel est ouvert (empêchant le passage du courant électrique) lorsque le corps en matériau magnétique doux se trouve dans sa position de repos, et fermé (permettant le passage du courant électrique) lorsque le corps en matériau magnétique doux se trouve dans sa position active. Grâce à cette construction, lorsque le connecteur magnétique selon l'invention n'est pas utilisé, au moins l'une, mais de préférence les deux, surfaces de contact sont séparées des bornes permettant de connecter un donneur ou un récepteur d'énergie électrique. Ainsi, un court-circuit involontaire entre les surfaces de contact est rendu très improbable, voire impossible. Si les bornes sont connectées respectivement à la phase et au neutre d'une source de tension alternative, l'interrupteur est de préférence monté entre la borne connectée à la phase et la surface de contact correspondante.
Notons que dans le contexte de cette invention, on entend par connecteur
« conjugué » à un premier connecteur donné, un connecteur conçu pour être apparié au premier connecteur et réaliser ensemble un raccordement électrique. Dans ce sens, le connecteur « conjugué » représente aussi le connecteur « complémentaire » du premier connecteur.
Un autre avantage du connecteur selon l'invention réside dans le fait qu'il n'est pas possible de provoquer un court-circuit entre les surfaces de contact à l'aide d'une pièce en matériau magnétique doux, p.ex. la lame d'un couteau. D'une part, en effet, l'aimant permanent, bien qu'attiré par une telle pièce, restera en sa position en retrait par rapport à la surface d'appui, d'autre part, la force d'attraction sur le corps en matériau magnétique doux ne sera pas suffisant pour surmonter la force de rappel et de le tirer ainsi dans la position active. Au vu des avantages de sécurité, le connecteur électrique convient particulièrement pour être utilisé sans précautions particulières sur un dispositif donneur d'énergie électrique. On notera que le connecteur électrique convient aussi particulièrement pour être utilisé dans un système basse tension (p.ex. 10 V, 12 V ou 15 V).
L'aimant permanent peut être réalisé en un matériau électriquement non conducteur. Cependant, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'aimant permanent est réalisé en un matériau électriquement conducteur. Dans ce cas, la première surface de contact peut être une face de l'aimant permanent qui est accessible depuis la surface d'appui.
De préférence, le corps en matériau magnétique doux est électriquement conducteur. Dans ce cas, la seconde surface de contact peut être la face du corps en matériau magnétique doux qui dépasse lorsque le corps est en position active.
L'organe de rappel comprend avantageusement un ressort de rappel, dont la force élastique sera surmontée lorsque le corps en matériau magnétique doux est déplacé dans sa position active. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le contour et les dimensions de la partie du corps en matériau magnétique doux qui fait saillie à la surface d'appui correspondent au contour et aux dimensions du premier évidement ménagé dans la surface d'appui. On notera que, dans ce cas, le connecteur magnétique primaire selon l'invention est « auto-conjugué », dans le sens que la configuration du connecteur conjugué pouvant être apparié est identique à celle du connecteur primaire.
De préférence, le connecteur magnétique de l'invention comprend des moyens d'étanchéité pour rendre le second évidemment étanche aux liquides lorsque le corps en matériau magnétique doux se trouve en position de repos. De tels moyens d'étanchéité peuvent comprendre une bague d'étanchéité agencée autour du corps en matériau magnétique doux de sorte à être serrée entre le châssis et le corps en matériau magnétique doux lorsque celui-ci se trouve en position de repos.
Pour certaines applications de l'invention, il est utile de munir la surface d'appui du châssis d'un ou de plusieurs détrompeurs mécaniques (p.ex. un ergot ou une bosse) pour éviter des assemblages non conformes des modules à apparier. La présence d'un détrompeur est notamment souhaitable si le connecteur pouvait être autrement couplé à un autre connecteur du même type (cas de connecteurs « auto-conjugués »). De préférence, on utilise un premier type de connecteur (détrompé) sur les dispositifs donneurs d'énergie électrique (p.ex. une batterie d'accumulateurs ou de piles, un transformateur, un générateur, un dynamo etc.) et un second type de connecteur, conjugué du premier type, sur les dispositifs récepteurs d'énergie électrique (p.ex. une lampe, un diffuseur de parfums, une radio, une enceinte audio, etc.)
L'invention a également pour objet un connecteur magnétique secondaire conjugué, destiné à être apparié au connecteur primaire définit auparavant et comprenant:
-un châssis en matière électro-isolante définissant une surface d'appui pour le connecteur primaire ;
- une première et une seconde bornes électriques pour relier ledit connecteur secondaire conjugué à un récepteur ou un donneur d'énergie électrique ; - un premier et un second éléments de contact, le premier élément de contact du connecteur secondaire conjugué ayant une première surface de contact pour le second élément de contact du connecteur primaire afin d'établir une liaison électrique entre la première borne électrique dudit connecteur secondaire conjugué et le second élément de contact du connecteur primaire, le second élément de contact dudit connecteur secondaire conjugué ayant une seconde surface de contact pour un premier élément de contact du connecteur primaire afin d'établir une liaison électrique entre la seconde borne électrique dudit connecteur secondaire conjugué et le premier élément de contact du connecteur primaire, ce connecteur secondaire conjugué étant caractérisé en ce que, pour être compatible avec le connecteur primaire, le premier élément de contact dudit connecteur secondaire comprend un aimant permanent arrangé à dans un premier évidement ménagé dans sa surface d'appui et le second élément de contact du connecteur secondaire conjugué comprend un corps en matériau magnétique, arrangé dans une position en saillie par rapport à sa surface d'appui ou agencé de manière à pouvoir être déplacé depuis une position de repos, en retrait par rapport à ladite surface d'appui jusqu'à une position active en saillie par rapport à ladite surface d'appui sous l'action d'un aimant positionné en face du corps en matériau magnétique.
Le contour et les dimensions du premier évidement du connecteur secondaire conjugué sont choisis de sorte à ce que la partie avant (c.-à-d. la partie qui dépasse en position active) du corps magnétique doux du connecteur primaire puisse venir s'y loger quand les deux connecteurs sont assemblés. De même, le contour et les dimensions de la partie avant du corps en matériau magnétique doux du connecteur conjugué sont choisis de sorte à ce que le corps puisse se loger dans le premier évidement du connecteur primaire. Dans son mode de réalisation le plus simple, le connecteur conjugué ne présente pas nécessairement tous les avantages de sécurité du connecteur électrique primaire. Toutefois, comme il n'y a pas de risque de court-circuit sur un dispositif récepteur d'énergie électrique non branché, le connecteur conjugué selon ce mode de réalisation présente donc une alternative bon marché dans le cas de récepteurs d'énergie électrique. Comme il a déjà été mentionné plus haut, le connecteur conjugué peut avoir la même configuration que le connecteur primaire.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un appareil de raccordement électrique constitué par l'assemblage du connecteur magnétique primaire et du connecteur magnétique secondaire conjugué tels qu'exposés ci-avant Les connecteurs magnétiques selon l'invention sont particulièrement appropriés pour la construction d'un système électrique modulaire de libre imagination, vu qu'ils s'assemblent facilement l'un à l'autre par forces magnétiques et qu'ils sont aussi facilement détachables l'un de l'autre. Une application avantageuse de l'invention est donc un kit d'assemblage pour un système électrique modulaire, comprenant plusieurs connecteurs primaires et/ou conjugués.
A souligner également que les connecteurs magnétiques selon l'invention sont particulièrement appropriés pour être utilisés dans un circuit d'alimentation en énergie. Toutefois, il est possible d'utiliser ces connecteurs magnétiques comme connecteurs dans une ligne de communication (p.ex. un bus informatique) à transmission analogique ou numérique. Selon l'application visée, l'alimentation en énergie et le transfert d'informations peuvent avoir lieu sur la même ligne électrique.
On notera que le châssis du connecteur primaire et/ou du connecteur secondaire conjugué peut avoir une forme essentiellement cylindrique (de révolution ou non) ou toute autre forme s'apprêtant à l'utilisation visée. Le corps en matériau magnétique doux est de préférence choisi de sorte à présenter un champs de rémanence magnétique inférieur à 1 T (tesla), par exemple dans la plage de 0,03 à 0,3 T. L'invention sera bien comprise et d'autres particularités et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-après, à titre d'illustration, avec référence aux planches de dessins annexées, sur lesquelles on montre sur la Fig. 1: une coupe transversale d'un connecteur électrique primaire (ou secondaire conjugué) selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
Fig. 2: la coupe transversale du connecteur électrique de la figure 1 avec le corps en matériau magnétique doux en position active ;
Fig. 3: une coupe transversale, appariés l'un à l'autre, de deux connecteurs primaire et secondaire conjugué, tels que montrés aux figures 1 et 2;
Fig. 4: une illustration de deux modules d'un système électrique modulaire équipés de connecteurs selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
Fig. 5: une illustration des deux modules de la figure 4 lorsqu'ils sont appariés ;
Fig. 6: une coupe transversale d'un connecteur électrique selon un autre mode préféré de l'invention ;
Fig. 7: la coupe transversale du connecteur électrique de la figure 6 avec le corps en matériau magnétique doux en position active ;
Fig. 8: une coupe transversale de deux connecteurs tels que montrés aux figures 6 et 7 lorsqu'ils sont couplés ; Fig. 9 à 14: des illustrations de combinaisons de connecteurs magnétiques selon l'invention, dotés de détrompeurs.
La figure 1 montre une coupe transversale d'un connecteur magnétique primaire 10 selon un mode de réalisation préféré de l'invention. On notera d'emblée, comme le montrera la figure 3, que son connecteur magnétique conjugué lui est parfaitement identique afin de pouvoir être appariés l'un l'autre par un montage en tête-bêche de leur surface d'appui respective.
Le connecteur primaire 10 comprend un châssis 12 en matière électriquement isolante (par exemple un thermoplastique injectable). La forme extérieure du châssis 12 est essentiellement cylindrique. Sa base définit une surface d'appui 14 pour le connecteur magnétique conjugué (voir figure 3). La surface d'appui 14 est munie d'évidements 16 et 18 dans lesquels sont logés respectivement un premier 24 et un second 34 éléments de contact. Le connecteur 10 comprend également une première 30 et une seconde 32 bornes électriques pour le relier de manière permanente à un dispositif récepteur ou donneur d'énergie électrique (non illustré). Le premier élément de contact 24 comprend un aimant permanent 20 en matériau électriquement conducteur. Cet aimant permanent est agencé dans son logement 16 en retrait (quelques mm) par rapport à la surface d'appui 14. La face active de l'aimant 20, orientée vers la surface d'appui 14, forme une première surface de contact 24a qui est destinée à venir en contact avec un second élément de contact d'un connecteur conjugué et qui est identique au second élément de contact 34 du connecteur 10. L'aimant 20 est fixement maintenu en sa position de retrait par rapport à la surface d'appui 14 par venue en butée sur un rebord 26 sous la contrainte en poussée de sa plaque arrière de maintien 28 assurant la liaison métallique avec la première borne électrique 30.
Le second élément de contact 34 comprend un corps en matériau magnétique doux 22 (ci-après "corps magnétique") à rémanence faible, agencé de manière mobile dans le second évidement 18. La face active du corps magnétique 22, orientée vers la surface d'appui 14, forme une seconde surface de contact 34a, destinée à venir en contact avec un premier élément de contact du connecteur conjugué et qui est identique au premier élément de contact 24 du connecteur 10.
Le corps magnétique 22 est poussé dans une position de repos en retrait par rapport à la surface d'appui 14 par un ressort de rappel 36. Le corps magnétique 22 peut être déplacé, depuis sa position de repos, jusque dans une position active en saillie par rapport à la surface d'appui 14 (d'une hauteur égale à celle du rebord 26) sous l'action d'une force magnétique qui sera exercée par l'aimant permanent du connecteur secondaire conjugué, identique à l'aimant permanent 20 du connecteur primaire 10 lorsqu'il viendra se positionner en face du corps magnétique 22 lors de l'appariement des deux connecteurs. Le ressort de rappel 36 est logé autour d'un collet de guidage 38 cylindrique formé par un retour venant du châssis 12 et dans lequel le corps magnétique 22 peut coulisser à la manière d'un piston. Le ressort 36 est logé entre la paroi frontale du châssis et une pièce de support 40 portant le corps magnétique 22. En l'absence de force magnétique agissante sur le corps magnétique 22, le ressort 36 maintient celui-ci dans sa position en retrait par rapport à la surface d'appui 14. Si un aimant est placé vis-à-vis du corps magnétique 22, celui-ci est soumis à une force magnétique qui travaille contre la force élastique du ressort 36. Si cette force magnétique est d'intensité suffisante pour vaincre la force de rappel du ressort 36, celui ci se comprime et le corps magnétique 22 se déplace dans sa position active, en relief la surface d'appui 14.
Lorsque le corps magnétique 22 est en sa position active, la pièce de support 40 vient en contact avec la seconde borne 32 du connecteur 10 pour relier électriquement cette borne 32 à la seconde surface de contact 34a. En d'autres termes, le ressort de rappel
36 et la pièce de support 40 fonctionnent ensemble comme un interrupteur pouvant être fermé ou ouvert par déplacement coulissant du corps magnétique 22.
Une bague d'étanchéité 42 logée dans une rainure circonférentielle du corps magnétique 22. Lorsque ce dernier est dans sa position de repos, la bague 42 est serrée entre le collet de guidage 38 et le corps magnétique 22 et empêche ainsi le passage éventuel de liquide. La figure 2 montre le connecteur de la figure 1 avec le corps magnétique 22 en position active, en relief à la surface d'appui 14, sur une hauteur de quelques mm égale à la profondeur du rebord 26 de maintien de l'aimant permanent 20 constitutif de l'élément de contact 24. On notera encore une fois que le connecteur 10 montré aux figures 1 et 2 est de type
"auto-conjugué", c'est-à-dire qu'il peut se connecter à un connecteur apparié de configuration identique.
La figure 3 montre un assemblage "tête-bêche" de deux connecteurs 10, 10' tels que montrés aux figures 1 et 2. La partie en saillie des corps en matériau magnétique doux 22, 22' a les mêmes dimensions et le même contour dans le plan des surfaces d'appui 14, 14' que le premier évidement, de sorte à ce le couplage des deux connecteurs 10, 10' soit possible.
On y retrouve en proéminence les bornes électriques 30 et 32 du connecteur dit primaire 10 et les bornes électriques 30' et 32' du connecteur conjugué 10', dit secondaire, auquel le connecteur primaire 10 est apparié.
On voit également, sur la partie gauche de la figure, l'aimant doux 22 de l'élément de contact 34 du connecteur primaire 10 tiré en position active sortie par l'aimant permanent 20' de l'élément de contact 24' du connecteur secondaire, les deux aimants 22 et 20' étant en contact par leur face active respective 34a et 24'a, assurant ainsi la continuité électrique entre les bornes 32 du connecteur primaire 10 et la borne 30' du connecteur secondaire 10', alors que l'on retrouve la même situation.
On retrouve, sur la partie droite de la figure, une situation analogue, mais inversée, pour ce qui concerne le contact entre l'élément de contact 24 du connecteur 10, doté de l'aimant permanent 20 et l'élément de contact 34' du connecteur apparié 10', doté de l'aimant doux 22' . Ce dernier est attiré en position sortie par l'aimant permanent 20 avec lequel il est au contact par leurs faces actives respectives 34'a et 24a assurant ainsi la liaison électrique entre les deux autres bornes 30 et 32', complémentaire à la liaison entre les bornes 32 et 30' pour permettre par exemple le passage aller-retour d'un courant électrique. Les figures 4 et 5 montrent deux éléments d'un système électrique modulaire construit à l'aide des connecteurs selon l'invention.
Le premier élément est un module de batterie d'accumulateurs 44 renfermant des piles rechargeables 46. Le deuxième élément est un module d'éclairage 48. Les module de batterie 44 et d'éclairage 48 présentent chacun un connecteur magnétique 10 et 10' selon l'invention. Le connecteur 10' du module d'éclairage 48 (module récepteur d'énergie électrique) est conjugué au connecteur 10 du module de batterie 44 (module donneur d'énergie électrique). Grâce à la magnétisation des connecteurs 10, 10', les deux modules 44, 48 peuvent être facilement couplés (figure 5) et découplés (figure 4). Afin d'éviter que l'on puisse court-circuiter entre-eux deux modules donneurs d'énergie électrique, le connecteur 10 de chaque module donneur d'énergie électrique présente un téton détrompeur 50 dépassant en relief la surface d'appui 14. Le connecteur conjugué 10' sur chaque module récepteur d'énergie électrique présente en correspondance une niche 52 apte à recevoir le téton 50 au moment de l'appariement des deux modules en "tête-bêche". Une autre variante de moyens détrompeurs est décrite ci-dessous par référence aux figures 9-14.
Le système modulaire peut comprendre d'autres modules donneurs ou récepteurs d'énergie électrique. Par exemple, comme modules donneurs d'énergie, on pourrait avoir, en outre :
- un module adaptateur de prise 230 V incluant un convertisseur de tension,
- un module adaptateur de prise jack 12 V (avec convertisseur de tension si nécessaire),
- un module dynamo incluant un limiteur de tension,
- un module photovoltaïque, - un module adaptateur de type culot à vis pour brancher le système sur une douille pour ampoule électrique, incluant un convertisseur de tension,
- etc.
Comme modules récepteurs d'énergie, on pourrait avoir, entre autres :
- un module baladeur (mp3, radio, ...), - un module diffuseur de parfum (anti-moustique ou autre),
- un module lampe de poche (avec ampoule à incandescence ou LEDs),
- un module console de jeux,
- un module chargeur d'accumulateurs, - etc. Outre les modules donneurs ou récepteurs d'énergie électrique, le système peut comprendre des modules de ramification (permettant de raccorder plusieurs récepteurs d'énergie électrique à un donneur d'énergie électrique) et des modules de rallonge.
Les figures 6 à 8 se réfèrent à un connecteur magnétique et ses connecteurs conjugués réalisés selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention. Le connecteur 110 comprend un châssis 112 en matière électro-isolante (p.ex. du plastic injectable). Une base du châssis 112 définit la surface d'appui 114 pour un connecteur magnétique conjugué (voir figure 8). La surface d'appui 114 est munie d'évidements 116, 118 où sont logés un premier et un second éléments de contact. Le connecteur 110 comprend une première 130 et une seconde 132 bornes électriques pour le relier de manière permanente à un dispositif récepteur ou donneur d'énergie électrique (non illustré).
Le premier élément de contact comprend un aimant permanent 120 en matériau électriquement conducteur, qui est agencé en retrait par rapport à la surface d'appui 114. La face de l'aimant orientée vers la surface d'appui 114 forme une première surface de contact 124, destinée à venir en contact avec un second élément de contact d'un connecteur conjugué. L'aimant 120 est maintenu en position fixe par rapport à la surface d'appui 114 par un rebord 126 et un contact métallique 128 relié à la première borne électrique 130.
Le second élément de contact comprend un corps magnétique doux 122 à rémanence faible (champs de rémanence p.ex. de 0,1 T), agencé de manière mobile dans le second évidement 118. La face du corps magnétique 122 qui est orientée vers la surface d'appui 114 forme une seconde surface de contact 134, destinée à venir en contact avec un premier élément de contact du connecteur conjugué. Le corps magnétique 122 est poussé dans une position de repos en retrait par rapport à la surface d'appui 114 par un ressort de rappel 136. Le corps magnétique 122 peut être déplacé, depuis sa position de repos (illustrée à la figure 6), jusque dans une position active en saillie par rapport à la surface d'appui 114 (illustrée à la figure 7) sous l'action d'une force magnétique, exercée p.ex. par un aimant positionné en face du corps magnétique 122.
Par opposition au mode de réalisation montré aux figures 1 à 3, le corps magnétique est fixé sur une vis 123 (de préférence elle-même en matériau magnétique doux), logée axialement mobile dans un orifice ménagé dans une paroi arrière du châssis 112. Le ressort de rappel 136 est logé autour de la tige de la vis 123 et serré entre la paroi arrière du châssis 112, d'une part, et la tête de la vis 123, d'autre part. En l'absence d'une force magnétique sur le corps magnétique 122 (et la vis 123), le ressort 136 maintient celui-ci dans sa position en retrait par rapport à la surface d'appui 114. Si un aimant est placé vis- à-vis du corps magnétique 122, celui-ci est soumis à une force magnétique qui travaille contre les forces élastiques du ressort 136. Il s'ensuit que le ressort 136 est comprimé et le corps magnétique 122 se déplace dans sa position active, dans laquelle une partie du corps magnétique 122 dépasse en relief la surface d'appui 114.
Lorsque le corps magnétique 122 est en sa position active, la seconde borne 132 et la surface de contact 134 sont reliées électriquement par l'intermédiaire du corps magnétique 122, de la vis 123 et de la pièce de contact 125 en forme de rondelle Belleville. Evidemment, les éléments précités sont réalisés en matériaux électroconducteurs. La pièce de contact 125 est maintenue en place entre la tête de la vis 123 et le ressort 136. La partie conique de la pièce de contact 123 est dimensionnée de sorte à ce qu'elle vienne en contact avec une partie annulaire de la borne 132, partie annulaire qui est appliquée sur la paroi arrière du châssis 112 et qui entoure la vis 123 et le ressort 136. L'étanchéité du connecteur 110 est assurée par une bague d'étanchéité 142 logée dans une rainure circonférentielle sur le corps magnétique 122. Lorsque le corps magnétique 122 est dans sa position de repos, la bague 142 est serrée entre le châssis 112 et le corps magnétique 122 et empêche ainsi le passage de liquide. La figure 7 montre le connecteur de la figure 6 avec le corps magnétique 122 en position active.
Le connecteur 110 montré aux figures 6 et 7 est de type « auto-conjugué », c'est-à- dire qu'il peut se connecter à un connecteur apparié de configuration identique. La figure 8 montre un assemblage de deux connecteurs 110, 110' tels que montrés aux figures 6 et 7. La partie en saillie des corps en matériau magnétique doux 122, 122' a les mêmes dimensions et le même contour dans le plan des surfaces d'appui 114, 114' que le premier évidement, de sorte à ce le couplage des deux connecteurs 110, 110' soit possible. L'utilisation de détrompeurs sur des connecteurs magnétiques selon l'invention est illustrée aux figures 9 à 14. Comme vu auparavant, il peut être souhaitable de rendre physiquement impossible le raccordement de certains dispositifs électriques, par exemple de deux donneurs d'énergie électrique. A cet effet, on peut prévoir plusieurs groupes de connecteurs magnétiques selon l'invention, chacun d'entre eux étant dédié à un groupe de dispositifs particulier. Dans un système électrique modulaire, on prévoit notamment les groupes suivants de dispositifs électriques :
-les dispositifs récepteurs (et non donneurs) d'énergie électrique, - les dispositifs donneurs (et non récepteurs) d'énergie électrique, et
-les dispositifs donneurs/récepteurs d'énergie électrique (p.ex. un module chargeur d'accumulateurs qui est alimenté en courant par les mêmes bornes qui sont aussi utilisées pour connecter un récepteur d'énergie électrique).
Pour éviter les courts-circuits, on voudrait éviter le couplage entre deux donneurs ou deux donneurs/récepteurs. Le couplage entre un donneur et un donneur/récepteur reste permis pour permettre au donneur/récepteur de fonctionner en mode récepteur d'énergie électrique. Enfin, un récepteur d'énergie électrique peut être apparié aussi bien à un donneur qu'à un donneur/récepteur d'énergie électrique.
Aux figures 9-14, les connecteurs magnétiques pour récepteurs d'énergie électrique sont uniformément indiqués par le numéro de référence HOR, les connecteurs magnétiques pour donneurs d'énergie électrique par le numéro de référence 11 OD et les connecteurs magnétiques pour donneurs/récepteurs d'énergie électrique par le numéro de référence 11 ODR. Les connecteurs HOD et 11 ODR sont munis sur leur surface d'appui respective, de tétons détrompeurs, dépassant en relief la surface d'appui entre les surfaces de contact. Dans le mode de réalisation présenté, le connecteur 11 OD présente un seul téton détrompeur 150C situé au milieu du segment reliant les centres des surfaces de contact du connecteur 110D, tandis que le connecteur 11 ODR possède deux tétons détrompeurs 150S agencés chacun sur la médiatrice du segment reliant les centres des surfaces de contact du connecteur 11 ODR, symétriquement de part et d'autre de ce segment. La figure 9 illustre l'accouplement d'un connecteur HOR avec un connecteur HOD. Afin de permettre l'accouplement avec le connecteur HOD, le connecteur 11 OR possède deux niches 152S agencées dans la surface d'appui, sur la médiatrice du segment reliant les centres des surfaces de contact du connecteur 110R, symétriquement de part et d'autre de ce segment, ces niches 152S étant destinées à recevoir les tétons 150S symétriques du connecteur HOD.
Sur le connecteur 11 OR, une troisième niche 152C est ménagée au milieu du segment reliant les centres des surfaces de contact du connecteur 11 OR pour recevoir le téton central 150C d'un connecteur 110DR. Cette situation d'accouplement est montrée à la figure 10.
Comme le montre la figure 11, l'accouplement entre deux connecteurs 11 ODR est empêché par les tétons centraux 150C.
Par contre, l'accouplement d'un connecteur HOD avec un connecteur HODR est possible car (a) le connecteur 11 OD possède une niche 152C ménagée au milieu du segment reliant les centres des surfaces de contact du connecteur 110D, destinée à recevoir le téton central du connecteur 11 ODR, et (b) le connecteur 11 ODR possède deux niches 152S agencées dans la surface d'appui, sur la médiatrice du segment reliant les centres des surfaces de contact du connecteur 11 ODR symétriquement de part et d'autre de ce segment, ces niches 152S étant destinées à recevoir les tétons symétriques 150S du connecteur HOD. Cette situation est illustrée à la figure 12.
L'accouplement entre deux connecteurs HOD est empêché par les tétons symétriques 150S (figure 13).
Cependant, l'accouplement entre deux connecteurs 110R est possible, étant donné que chacun d'eux n'a que des niches 150S, 150C. Notons que selon la définition de « conjugué » utilisée dans le cadre de cette description, le connecteur HOR est de type « auto-conjugué », tandis que les connecteurs 11 OD et 11 ODR ne le sont pas. En plus, le connecteur 11 OR est conjugué aussi bien au connecteur 110D qu'au connecteur 1 10DR (et vice-versa). Finalement, le connecteur 110D est aussi un connecteur conjugué du connecteur 11 ODR (et vice-versa). Un connecteur donné peut donc avoir plusieurs connecteurs conjugués de types différents.
Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter aux exemples décrits, mais peut présenter de multiples variantes et équivalents dans la mesure où sa définition, donnée dans les revendications qui suivent, est respectée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Connecteur magnétique primaire (10) de raccordement électrique pour systèmes électriques modulaires configuré pour établir une liaison électrique avec un connecteur secondaire conjugué à apparier (10'), et comprenant :
- un châssis (12) en matière électro-isolante définissant une surface d'appui (14) pour le connecteur secondaire conjugué;
- une première et une seconde bornes électriques (30 et 32) pour le relier à un récepteur ou à un donneur d'énergie électrique; - un premier (24) et un second (34) éléments de contact,
* le premier (24) présentant une première surface de contact (24a) avec un second élément de contact (34') du connecteur conjugué (10') afin d'établir une liaison électrique entre ladite première borne électrique (30) et ce second élément de contact (34*) du connecteur conjugué, * le second (34) présentant une seconde surface de contact (34a) pour un premier élément de contact (24') du connecteur conjugué (10') afin d'établir une liaison électrique entre la seconde borne électrique (32) et ce premier élément de contact (24') du connecteur conjugué; et
- un interrupteur (36,40) actionné magnétiquement pour établir ou interrompre la liaison électrique entre ladite première borne (30) et ladite première surface de contact (24a) et/ou entre ladite seconde borne (32) et ladite seconde surface de contact (34a); connecteur magnétique caractérisé en ce que le premier élément de contact (24) comprend un aimant permanent (20) logé dans un premier évidemment (16) ménagé dans la surface d'appui (14) de son châssis (12), et le second élément de contact (34) comprend un corps en matériau magnétique doux (22), agencé mobile dans un second évidement (18) ménagé dans la surface d'appui (14) de son châssis (12), poussé dans une position de repos, en retrait par rapport à celle-ci, par un organe de rappel (36) et pouvant être déplacé depuis sa position de repos jusqu'à une position active en saillie par rapport à ladite surface d'appui (14) sous l'action d'un aimant (20') positionné en face dudit corps en matériau magnétique doux (22), et en ce que ledit corps en matériau magnétique doux (22) fonctionne comme actionneur dudit interrupteur, lequel est ouvert lorsque le corps en matériau magnétique doux (22) se trouve dans sa position de repos, et fermé lorsque ce dernier se trouve dans sa position active.
2. Connecteur magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant permanent (20) est réalisé en un matériau électriquement conducteur et ladite première surface de contact (24a) est la face active dudit aimant permanent (20).
3. Connecteur magnétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit corps en matériau magnétique doux (22) est électriquement conducteur et ladite seconde surface de contact (34a) est la face active dudit corps en matériau magnétique doux (22).
4. Connecteur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contour et les dimensions de la partie du corps en matériau magnétique doux (22) qui fait saillie de la surface d'appui (14) correspondent au contour et aux dimensions du premier évidement (16) ménagé dans ladite surface d'appui.
5. Connecteur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'étanchéité (42) pour rendre ledit second évidemment (18) étanche aux liquides lorsque le corps en matériau magnétique doux (22) se trouve en position de repos.
6. Connecteur magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent une bague d'étanchéité (42) agencée autour du corps en matériau magnétique doux (22) de sorte à être serrée entre le châssis (12) et ledit corps en matériau magnétique doux (22) lorsque celui-ci se trouve en position de repos.
7. Connecteur magnétique secondaire conjugué (10'), apte à être apparié au connecteur primaire (10) selon la revendication 1 pour établir avec ce dernier une liaison électrique, et comprenant :
-un châssis (121) en matière électro-isolante définissant une surface d'appui (14') pour ledit connecteur primaire (10),
- une première et une seconde bornes électriques (301 et 32') pour relier ledit connecteur secondaire conjugué (10') à un récepteur ou un donneur d'énergie électrique ;
- un premier (24') et un second (34') éléments de contact, * le premier (24') présentant une première surface de contact (24'a) pour le second élément de contact (34) du connecteur primaire (10) afin d'établir une liaison électrique entre la première borne électrique (30') dudit connecteur secondaire conjugué (10') et le second élément de contact (34) dudit connecteur primaire,
* le second (34') présentant une seconde surface de contact (34'a) pour le premier élément de contact (24) du connecteur primaire (10) afin d'établir une liaison électrique entre la seconde borne électrique (32') dudit connecteur secondaire conjugué (10') et le premier élément de contact (24) dudit connecteur primaire, connecteur secondaire caractérisé en ce que, pour être compatible avec le connecteur primaire (10), le premier élément de contact (24') du connecteur secondaire conjugué (101) comprend un aimant permanent (20') fixé dans un premier évidement (16') ménagé dans sa surface d'appui (14') et le second élément de contact (34') du connecteur secondaire conjugué (10') comprend un corps en matériau magnétique (22') monté dans un second évidemment (18') ménagé dans sa surface d'appui (14'), ledit corps magnétique (221) étant monté dans une position en saillie par rapport à sa surface d'appui (14') ou agencé de manière à pouvoir être déplacé depuis une position de repos, en retrait par rapport à ladite surface d'appui (14'), jusqu'à une position active en saillie par rapport à ladite surface d'appui (14') sous l'action d'un aimant positionné (20) en face dudit corps en matériau magnétique (22').
8. Connecteur magnétique secondaire conjugué selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il présente une forme identique à celle du connecteur magnétique primaire (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
9. Appareil électrique modulaire caractérisé en ce qu'il comprend un connecteur magnétique primaire (10) selon la revendication 1, ou un connecteur magnétique secondaire conjugué (10') selon la revendication 7.
10. Kit d'assemblage pour système électrique modulaire composé d'au moins un connecteur magnétique primaire (10) selon la revendication 1 et au moins un connecteur magnétique secondaire conjugué (10') selon la revendication 7.
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