Brevet FR2343345A1 — publié le 19770930

L'invention est du domaine général des connecteurs électriques, et elle concerne plus particulibrement les connecteurs du type cylindrique dans lesquels les liaisons électriques sont établies par aboutement des contacts respectifs de deux éléments de connecteur accouplables l'un avec l'autre. On connais déjà un premier type de connecteurs électriques du genre précité dans lesquels les contacts de l'un des deux éléments de connecteur, par exemple celui qui est fixe (solidaire par exemple du boîtier d'un appareil électrique), peuvent subir un léger déplacement axial de façon à êtres en position connec tde, appliqués élastiquement, mais fermement, contre les contacts en regard de l'autre élément de connecteur. Dans ces connecteurs connus, l'élément fixe de connecteur comporte une enveloppe extérieure munie dans sa partie avant d'au moins une échancrure dans laquelle s'engage un ergot radial solidaire de l'autre élément de connecteur. L'échancrure a sensiblement la forme d'un , dont une branche est parallèle à l'axe général de l'élément de connecteur et dont 1 t autre branche est sensiblement perpendiculaire à la précédente et se termine par une encoche empêchant. en position connectée, l'ergot de se dégager librement (accouplement à batonnette). Pour effectuer l'accouplement et le verrouillage mécanique des deux céments de connecteur. l'élément amovible est présenté devant l'élément fixe, l'ergot face à l'entrée de l'échancrure on imprime à l'élément amovible un déplacement axial en direction de l'élément fixe de connecteur. puis une rotation de façon à amener l'ergot dans l'évidement. A la déconnexion, les mêmes mouvements sont effectués dans l'ordre inverse. L'inconvénient de ces connecteurs est que, lors de la connexion aussi bien que lors de la déconnexion mécaniques, ils nécessitent que l'opérateur imprime à l'élément amovible de connecteur un mouvement de rotation, ce qui peut être difficile à effectuer si le connecteur se trouve dans un endroit peu accessible. En outre, la déconnexion peut être trop longue à effectuer si la séparation des deux éléments de connecteur doivent être désaccouplés rapidement et il n'est pas possible d'effectuer cette déconnexion à distance. On connaît également un second type de connecteurs électriques du genre précité agencés pour que la connexion (accouple ment et verrouillage mécanique) et la déconnexion des deux éléments de connecteur s'effectuent par un simple mouvement linéaire de l'un des éléments par rapport à l'autre, sans nécessiter de mouvement de rotation. l'élément amovible étant en outre connectable avec l'élément fixe précité muni d'échancrures en forme de Si ces connecteurs ont donné satisfaction en ce qui concerne la facilité de connexion et de déconnexion mécaniques des deux éléments, même lorsqu'ils sont disposés dans des emplacements peu accessibles à I'opérateur > par contre les mécanismes qu'ils comportent sont complexes et augmentent leur côut de fabrication. L'invention vise essentiellement à palier, en partie au moins auxinconvénieds respectifs des deux types de connecteurs précités, le connecteur de l'invention devant en outre être agencé de telle façon que ses deux éléments coopérants soient également accouplables avec les éléments complémentaires respectifs des connecteurs appartenant à l'un ou à l'autre type connu mentionné plus haut. Le connecteur de type cylindrique conforme à l'invention, comportant un premier et un deuxiàme éléments de connecteur accouplables mécaniquement l'un avec l'autre pour établir des liaisons électriques entre des contacts correspondants respectifs, le premier élément de connecteur comportant une bague extérieure d'actionnement et le deuxième élément de connecteur, d'un type connu en soi, comportant une enveloppe extérieure munie dans sa partie avant d'au moins une échancrure en forme de r propre à coopérer avec une saillie radiale portée par le premier élément de connecteur (accouplement à balonnette). se caractérise en ce que des moyens sont prévus, dans le premier élément de connecteur, pour permettre, d'une part, l'accouplement mécanique usuel à baïonnette du premier élément de connecteur avec le second élément de connecteur (c'est-à-dire un mouvement linéaire axial suivi d'une rotation dudit premier élément par rapport audit second élément) et, d'autre part, la séparation des deux éléments de connecteur par un unique mouvement linéaire axial du premier élé- ment de connecteur. Dans un mode de réalisation préféré, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes s - la saillie portée par le premier élément de connecteur est une bille et les susdits moyens comprennent une bague interne entourant un corps isolant supportant les contacts et solidarisée audit corps, ladite bague étant munie d'une part > dans sa partie avant, d'au moins un trou radial servant de logement pour la bille et, d'autre part, sur sa surface externe > d'un épaulement coopérant avec un épaulement correspondant prévu sur la surface interne de la bague d'actionnement de l'élément de connecteur, ladite bague interne étant en outre solidaire en rotation de la bague extérieure d'actionnement par un système de clavettes disposées sur les surfaces en regard respectives desdites bagues - on prévoit que le trou servant de logement à la bille a une hauteur inférieure au diamètre de la bille et que son dia être, au niveau de son orifice débouchant sur la surface intb- rieure de la bague interne, est inférieur au diamètre de la bille, de manière que celle-ci puisse saillir partiellement par rapport à la surface intérieure de la bague interne, mais sans avoir la possibilité de sortir du trou dans cette direction - un ressort disposé axialement entre deux butées respectives de la bague extérieure d'actionnement et de la bague interne, gracie à quoi, en position de repos des deux bagues l'une par rapport à l'autre, une partie de la surface interne de la bague d'actionnement obture, au moins partiellement, l'orifice du trou situé sur la surface extérieure de la bague interne - la partie avant de la bague d'actionnement comporte une butée d'entraînement saillant radialement vers l'intérieur, ladite butée étant séparée, par une cavité, de la partie de la surface interne de la bague d'entraînement obturant, en position de repos, l'orifice extérieur du logement de la bille, grâce à quoi, en début de déconnexion mécanique des deux éléments de connecteur, la butée d'entraînement entraîne la bague interne vers l'arrière en contraignant la bille à saillir partiellement dans ladite cavité hors de la surface extérieure de la bague interne, assurant ainsi le déverrouillage mécanique des deux lé- ments de connecteur et rendant possible leur séparation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, description dans laquelle on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente en coupe axiale partielle, avec arrachement partiel, un connecteur conforme à l'invention en position connectée, et - la figure 2 représente une partie du connecteur de la fi gure 1 dans une autre position opératoire. Sur la figure I, le connecteur de l'invention se compose d'un élément amovible A et d'un élément fixe B, celui-ci étant fixé sur un support 1 (par exemple une paroi de boîtier d'appareil électrique) par tout moyen approprié, tel qu'un écrou. L'élément fixe B est d'un type en soi connu pour des connecteurs à connexion est à déconnexion mécaniques à baïonnette (c1est-à-dire que, pour la connexiont on imprime à l'élément mobile un mouvement d'enfoncement linéaire axial puis une rotation par rapport à l'élément fixe et, pour la déconnexion, on imprime à l'élément mobile une rotation, de sens contraire à la précédente, puis un mouvement linéaire axial de recul par rapport à l'élément fixe). A cet effet, l'enveloppe extérieure 2 de l'élément B est munie, à sa partie avant, d'un certain nombre d'échancrures 3 en forme de n dont une branche 4 est sensiblement parallèle à l'axe général de l'élément B et dont l'autre branche 5 est sensiblement perpendiculaire à la précédente et se termine par une encoche 6, ces échancrures 3 constituant la partie femelle d'un ensemble de verrouillage à baïonnette. De préférence ces échancrures 3 ne sont pas réparties régu lièrement sur la périphérie de l'enveloppe 2 de façon à constituer un ensemble de détrompage empêchant d'accoupler à l'élément B un élément A qui ne lui est pas destiné. La partie centrale de l'élément B comporte un corps isolant 7 supportant des contacts 8 qui sont montés (par exemple à l'aide de ressorts respectifs non visibles sur la figure) de manière à pouvoir subir un léger recul axial lors de l'assemblage mécanique des deux éléments A et B, comme cela sera indiqué ultérieurement de façon plus détaillée. L'élément amovible A du connecteur comporte essentiellement - une enveloppe extérieure 9 cylindrique servant de bague d'actionnement, comme cela apparaîtra dans la suite de la description - une bague intérieure 10, également cylindrique ; et - un corps isolant 11. portant des contacts 12 qui sont maintenus en position dans ledit corps par tous moyens habituels; en outre le corps isolant est soliaarisé, axialement et en rota tison. à la bague intérieure 10 de toute manière connue en soi. Uncollier annulaire 13 entoure la partie arrière de la bague 10 en étant axialement solidaire de celle-ci (le collier est par exemple logé dans une rainure 14 de la bague 10). Ce collier 13 sert d'appui déventuellement par l'intermédiaire d'une bague 13a) à un ressort axial 15, entourant ltenveloppe 10, l'autre extrémité du ressort 15 s'appuyant sur un bord latéral 16 d'une saillie annulaire 17 prévue sur la surface interne de l'enveloppe 9. Contre l'autre bord latéral 18 de la saillie 17 s'appuie un épaulement 19 prévu stria surface externe de la bague intérieure 10. En outre, la surface extérieure de la bague 10 porte au moins une clavette 10a s'engageant dans une rainure 17a prati quée dans la saillie 17 de l'enveloppe 9, afin de solidariser en rotation la bague 10 avec l'enveloppe 9. La partie avant de la bague 10 comporte des trous 20 débouchant sur les surfaces interne et externe de la bague 10 respectivement par des orifices 20a et 20b > chaque trou 10 servant de logement à une bille 21. La surface interne de la bague 10 est poinçonnée > autour des orifices 20a, soit de façon continue de manière à former une lèvre de retenue continue, soit en quelques points seulement de manière i former des saillies diminuant le diamètre des trous afin d'empêcher les billes de s'échapper par ces orifices. On remarquera que l'épaisseur de la paroi de la bague 10 est inférieure au diamètre des billes 21 de manière que les billes puissent sortir partiellement hors des trous 20 et puissent faire saillie sur la surface interne de la bague 10. Le nombre des trous 20, et donc le nombre des billes 21, èst égal au ndmbre des encoches prévues sur l'enveloppe 2 de l'élément fixe B du connecteur, et leur répartition sur la périphérie de la bague 10 est identique à la répartition des encoches 3 sur la périphérie de 11 enveloppe 2. La surface intérieure de l'enveloppe 9 de l'élément A est filetée b son extrémité avant afin de recevoir une pièce annulaire 22 la prolongeant, cette pièce 22 étant solidaire de lten- veloppe 9 aussi bien axialement qu'en rotation. Dans la suite de la description on ne fera donc pas de distinction entre les mouvements de l'enveloppe 9 et de la pièce 22 et on considérera l'ensemble de ces deux éléments comme monobloc (on remarquera du reste que la réalisation de cet ensemble en deux pinces 9 et 22 est uniquement destinée à rendre possible la mise en place de la bague intérieure au cours du montage du connecteur). La surface interne de la pièce 22 obture. au moins partiellement, les orifices 20b des trous 20 lorsque le ressort 15 est dans son extension maximum (cas représenté sur la figure 1). La pièce 22 comporte à l'avant une partie saillante ou butée d'entraînement 23 (dont le roule sera indiqué plus loin). En outre, au voisinage de la butée 23, le diamètre intérieur de la surface interne de la pièce 22 est supérieur à celui de la partie de la surface interne coopérant avec la surface externe de la bague 10, de façon à délimiter une cavité 24, qui de préférence est annulaire. On notera en outre que le bord 25 de la cavité 24 opposé à la butée 23 est incliné en forme de rampe dans un but qui sera explicité ultérieurement. Le fonctionnement du connecteur de l'invention est le suivant. Sous l'action du ressort 15 > l'épaulement 19 de la bague intérieure 10 est maintenu en appui contre la saillie 17 de l'en- veloppe extérieure 9. La surface interne de la pièce 22 obture alors les orifices 20b des trous 20 et contraint les billes 21 à saillir partiellement de la surface interne de la bague 10 par les orifices 20a. Pour l'accouplement avec l'élément B de connecteur, l'éld- ment A est amené devant l'élément B avec une orientation angu laird telle que les billes 21 soient présentées devant les entrées des échancrures 3 respectives. Puis on enfonce l'élément A sur l'élément B (l'enveloppe 9 entrainant la bague 10 du fait de la coopération du bord 18 de la saillie 17 avec l'épaulement 19) jusqu'à ce que lés billes 21 aient parcouru les branches 4 des échancrures 3. Au cours de cette première phase de l'-accouplement > les contacts 12 ont d'abord abouté les contacts 8 > puis ont contraint les contacts 8 à reculer légèrement contre la pression de leurs ressorts respectifs, ce qui assure une bonne liaison électrique entre les contacts 12 et 8. On imprime ensuite à l'élément A une rotation (rotation à droite, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1) de façon que les billes 21 parcourent les branches 5 des échan crures 3 et viennent se loger dans les encoches 6. Au cours de cette rotation les billes 21 roulent sur les bords des échancrures 3, ce roulement diminuant les frottements qui s'opposent à ladite rotation. et facilitant le mouvement. Au cours de cette seconde phase de l'accouplement. les contacts 12 ont subi une rotation par rapport aux contacts 8, et leurs extrémités mutuelles ont frotté les unes sur les autres, assurant ainsi un autonettoyage des surfaces de contact. Comme il est souhaitable > pour assurer de bonnes liaisons électriques entre les contacts 12 et 8, que ceux-ci soient mutuellement alignés en position connectée des éléments A et B, on remarquera que, de ce fait. lors de la première phase de 1'accouplement, les axes des contacts 12 et 8 ne coïncident pas. Pourséparer l'élément A de l'élément B, l'opérateur saisit l'élément A par son enveloppe 9 et le tire vers l'arrière en lui imprimant un mouvement linéaire axial. tes billes 21 maintenues prisonnières dans les trous 20 par la piNce 22, maintiennent la bague intérieure 10 solidaire de l'élément B et seule l'enveloppe 9 (et la pièce 22 qui lui est liée) subit un mouvement de recul. contre l'action du ressort 15, jusqu'à ce que la butée 23 entre en contact avec le bord avant de la bague 10. A ce moment > la butée 23 entraîne la bague 10 vers l'arriè- re, et les billes 21, s'appuyant contre les bords des orifices 20b des trous 20, remontent dans les trous 20 et saillissent alors hors des orifices 20b, leurs déplacements étant rendus possibles par la présence de la cavité 24 au-dessus des orifices 20b. tes billes 21 sont alors enfermées dans la cavité 24 par les parties 10a de la surface extérieure de la bague 10 comprises entre les encoches 6 et l'épaulement 26 (cf. figure 2). L'enveloppe 9 et la bague 10, solidarisées par les billes 21, reculent de concert (le ressort 15 étant maintenu comprimé) jusqu'à ce que les billes 21 atteignent le rebord de l'épaulement 26. A ce moment, sous l'action du ressort 15 qui s'appuie sur le collier 13, la bague 10 est entraînée vers l'arrière, les billes 21 sont repoussées dans les trous 20 par le bord incliné 25 formant rampe. de la cavité 24 et sont à nouveau enfermées dans les trous 20 par la surface interne de la pièce 22 qui obture les orifices 20b, en faisant'partiellement saillie. hors des orifices 20a. Les connecteurs conformes à l'invention comportent un nombre de pièces composantes inférieur à celui des connecteurs à accouplement et à séparation linéaires axiaux. et donc leur prix de revient est inférieur à ces derniers. Ils présentent également l'avantage, par rapport aux connecteurs à connexion et déconnexion à baonnette > de ne nécessiter qu'un mouvement linéaire axial de l'élément A pour séparer les deux éléments de connecteur. L'agencement de connecteur conforme à l'invention permet en outre une déconnexion à distance du connecteur, par exemple en tirant sur un cible fixé à l'élément A. Enfin, la conception de l'élément A est telle que l'élément B peut être accouplé également soit avec des éléments à ergots (fixation à baïonnette nécessitant un mouvement linéaire axial et un mouvement de rotation aussi bien à la connexion qu'à la déconnexion), soit avec des éléments à connexion et à déconne-- xion par seuls mouvements linéaires axiaux. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède. l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisatipn qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique de type cylindrique comportant un premier et un deuxième éléments de connecteur accouplables mécaniquement l'un avec l'autre pour établir des liaisons électriques entre des contacts correspondants respectifs, le premier élément de connecteur comportant une bague extérieure d'actionnement et le deuxième élément de connecteur, d'un type connu en soi, comportant une enveloppe extérieure munie dans sa partie avant d'au moins une échancrure propre à coopérer avec une saillie radiale portée par le premier élément de connecteur (accouplement i batonnette), caractérisé en ce que des moyens sont prévus, dans le premier élément de connecteur, pour permettre, d'une part, l'accouplement mécanique usuel à baïonnette du premier élément de connecteur avec le second élément de connecteur (c'est-à-dire un mouvement linéaire axial suivi d'une rotation, dudit premier élément par rapport audit second élément) et d'autre part, la séparation de deux éléments de connecteur par un unique mouvement linéaire axial du premier élément de connecteur. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saillie portée par le premier élément de connecteur est une bille et en ce que les susdits moyens comprennent une bague interne entourant un corps isolant supportant les contacts et solidarisée audit corps, ladite bague étant munie, d'une part, dans sa partie avant, d'au moins un trou radial servant de logement pour la bille et, d'autre part, sur sa surface externe, d'un épaulement coopérant avec un épaulement correspondant prévu sur la surface interne de la bague d'actionnement de l'élément de connecteur, ladite bague interne étant en outre solidaire en rotation de la bague extérieure d'actionnement par un système de clavettes disposées sur les surfaces en regard respectives desdites bagues. 3. Connecteur électrique selon la revendication 2, carac térisé en ce que le trou servant de logement à la bille a une hauteur inférieure au diamètre de la bille et en ce que son diamètre, au niveau de son orifice débouchant sur la surface intérieure de la bague interne. est inférieur au diamètre de la bille, de manière que celle-ci puisse saillir partiellement par rapport à la surface intérieure de la bague interne, mais sans avoir la possibilité de sortir du trou dans cette direction. 4. Connecteur électrique selon l'une quelconque des reven dications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ressort disposé axialement entre deux hutées respectives de la bague extérieure d'actionnement et de la bague interne, grâce à quoi, en position de repos des deux bagues l'une par rapport à l'autre, une partie de la surface interne de la bague d'actionnement obture, au moins partiellement. l'orifice du trou situé sur la surface extérieure de la bague interne. 5. Connecteur selon la revendication 4. caractérisé en outre en ce que la partie avant de la bague d'actionnement comporte une butée d'entraînement saillant radialement vers l'intérieur, ladite butée étant séparée, par une cavité de la partie de la surface interne de la bague d'entraînement obturant > en position de repos, l'orifice extérieur du logement de la bille, grace à quoi. en début de déconnexion mécanique des deux éléments de connecteur, la butée d'entraînement entraîne la bague interne vers l'arrière en contraignant la bille à saillir partiellement dans ladite cavité hors de la surface extérieure de la bague interne, assurant ainsi le déverrouillage mécanique des deux élé- ments de connecteur et rendant possible leur séparation.