Brevet FR2337952A1 — publié le 19770805

L'invention est du domaine général des connecteurs électriques, et elle concerne plus particulièrement les connecteurs électriques, notamment 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 connait déjà des connecteurs électriques composés de deux Iéments accouables mécaniquement l'un avec l'autre de façon à établir des liaisons électriques par aboutement des contacts correspondants des deux éléments de connecteur. Les contacts de l'un des deux éléments de connecteur, par exemple celui aui est fixe, peuvent subir un loger déplacement axial de facon à entre, en position connectee, appliqués lastiquement, mais fermement, contre les contacts en regard de l'autre élément de connecteur. Dans des connecteurs connus de ce type, 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 correspondant solidaire de l'autre élément de connecteur. L'échancrure a sensiblement la forme d'un r, dont une branche est parallèle a l'axe général de ltélement de connecteur, et dont l'autre branche est sensiblement perpendiculaire à la précédente et se termine par une encoche empechant en position connecte, l'ergot de se dégager librement (accouplement à baionnette). Pour effectuer l'accouplement et le verrouillage mécanique des deux éléments de connecteur, l'élément amovible est présenté devantl'élément fixe, l'ergot face à l'entrée de l'échancrure ; on imprime à l'élément amouvible un déplacement axial en direction de l'élément fixe de connecteur, puis une rotation de façon a amener l'ergot dans l'évidement. L'inconvénient de ces connecteurs est que, pour la connexion ou 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. L'invention vise essentiellement à palier à cet inconvenient. Conformoment a l'invention, le connecteur se caractérise en ce qu'il comporte des moyens permettant l'accouplement et la snparation de deux éléments par déplacement linéaire axial de l'un par rapport à l'autre, avec verrouillage mécanique automatique en position connectée, l'élétnent de connecteur fixe pouvant conserver une ou plusieurs échancrures de la forme précitée pour pouvoir être accouplé éventuellement avec des éléments de connecteur amovibles du type connu munis d'au moins un ergot radial. D'une façon avantageuse, les moyens de verrouillage mécaniques inclus dans le premier élément de connecteur comportent - d'une part, au moins une bille liée mécaniquement à la chaque extérieure et déplaçable en même temps que cette dernière entre, d'une part, une première position (position non connectée) et, d'autre part, une deuxième position (position connectée) dans laquelle elle coopère avec une encoche de l'échancrure du deuxième élément de connecteur pour assurer le verrouillage de la connexion mécanique, - d'autre part, des moyens d'entrainement de la bille entre les deux positions précitées. Il est avantageux aussi que les moyens d'entrainement de la bille comprennent une première bague intérieure munie d'au moins un trou servant de logement pour la bille, cette bague étant munie, sur sa surface externe, d'un épaulement coopérant avec un épaulement correspondant, prévu sur la surface interne de la bague extérieure de l'élément de connecteur. Il est également avantageux que le trou ait une forme en olive, d'axe perpendiculaire à la surface de la bague, les diamètres extrêmes de ce trou étant inférieurs au plus grand diamètre de la bille, de manière que celle-ci possède un jeu radial suffisant pour saillir partiellement de l'un ou l'autre des orifices du trou sans avoir la possibilité d'échapper de celui-ci. Il est avantageux enfin que les moyens de verrouillage de la bille dans la lumière du second élément de connecteur, en position connectée, comprennent une butée mobile axialement maintenue en appui contre la bille sous l'action d'un ressort, et que les surfaces en regard, qui sont en contact avec la bille, en position connectée, de la partie de la butée mobile et de la partie avant du premier élément de connecteur, qui constitue une butée fixe s'opposant au déplacement axial de la butée mobile, soient chanfreinées et puissent constituer ensemble une encoche en forme de V dans laquelle se loge la partie de la bille saillant de la surfacé extérieure de la bague lors de la déconnexion mécanique des deux éléments de connecteur. Dans les connecteurs connus munis d'un sste'me de verrouillage à balonnette en position connectée, le contacts correspondants des deux éléments de connecteurs cu cours du mouvement de rotation, frottent les uns contre le autres, d'où un nettoyage automatique des surfaces coopérantes des contacts conservant une bonne continuité électrique des liaisons établies. L'invention a également pour but de conserver cet avantage aux connecteurs à enfichage linaire axial ocjets de 1 'invention. Pour ce faire, l'élément amovible de connecteur comporte des moyens destines à faire subir, E 19 platine portecontacts, une rotation de faible amplitude autour de t faxe lon gitudinal dudit élément au cours du déplacement' longitudinal axial de celui-ci, de manière que, en cours d'assemblage mécanique des deux éléments de connecteur, les extrémités des contacts du premier élément glissent angulairement sur les extrémités des contacts du second élément en m5me tamps rue ces derniers subissent un léger recul axial. D'une façon avantageuse, les moyens servant à faire tourner la platine porte-contacts comprennent, d'une part, une rainure allongée prévue sur la platine porte-coatacts, l'axe de cette rainure étant incliné par rapport à l'axe central de l'élément de connecteur, et, d'autre part, un ergots coopérant avec ladite rainure, cinématiquement solidaire de la bague extérieure de l'élément de connecteur. Il est également avantageux, dans le cas où le connecteu comporte un jeu de contacts centraux, que le contact central de l'élément de connecteur fixe soit coaxial à l'axe général de l'élément fixe et que le contact central de l'élément de connecteur amovible soit légèrement décalé par rapport à l'axe général dudit élément amovible tout en lui étant parallèle. L'invention sera mieux comprise 2 1 Recture de la description détaillée qui suit d'un mode de réallsation donné à titre illustraulf mais nullement limitaitif, description dans annelle on se céfère aux dessins ui l'accompagnent, sur lesquels - la fiqure 1 représente, en vue de côté et en coupe partielle, un connecteur conforme à l'invention, en position non connectée les igures 2 et 3 représentent le connecteur de la figure 1, respectivement en cours de connexion et en position connectée et venrouillée ; et i la figure n représente schematiauement en bout les contacts de l'élément d connecteur amovible, en position déconnectée (tait plein) et en position connectée (trait mixte). Sur la figure 1, le connecteur de l'invention se compose d'un élément amovible A et d'un élément fixe B, celui-ci étant fixd sur un support 1 par tout moyen approprié, tel qu'un écrou. l'élément fixe B est d'un type connu en soi pour des connecteu@@ à verrouillage mécanique à balonnette. a es effet, son enveloppe extérieure 2 est munie d'un certain combre d'échancrures 3 e forme de @, dont une branche est @drallèle à l'axe général du connecteur et dont l'autre branche es perpendiculaire à la précédente et se termine par une encoche 4, lette échancrure 3 correspondant à la partie femelle d'un ensemble de verrouillage à baionnette. Le cartéa senrale de l'élément 8 comporte un corps ispiant (son vislbie sur la figure) supportant des contacts 2a qui ont montés (oar exemple à l'aide de ressorts) de manière à pouvoir subir un léger recul axial, lors de l'assemblage -canioue des deux éléments A et B, comme cela sera indiaué plus loin de facon plus entaillée. D préférence, les échancrures 3 ne sont pas réparties réqulièrement sur la périphérie de l'enveloppe 2, pour une raison oui sera indiquée plus loin. L'élément amovible A comporte essentiellement - une bague extérieure cylindrique 5, déplacable lonqitudinalement et linéairement lors de l'accouplement ou de la séparation mécanique des deux éléments de connecteur A et B une première bague intérieure 6, cylindrique, munie d'une butée 7 la solidarisant, dans le mouvement de connexion, avec la bague extérieure 5 par l'intermédiaire d'une butée 8 saillant sur la ace interne de ladite bague 5 - une deuxième bague intérieure 9, cylindriaue, situee à l'intécieur de la bague 6, munie d'une butée radiale externe 10 coopérant avec un epaulement 11 prévu sur la surface interne de la bague 6 - une platine porte-contacts 12, intérieure à la bague 9 et coaxiale à celle-ci, portant un certain nombre de contacts tels que 13. L'agencement relatif des différents éléments 5, 6, 9 et 12 et leurs mouvements relatifs seront décrits de façon plus explicite dans la suite de la description. On va maintenant décrire les moyens de verrouillage prévus dans l'élément de connecteur A. La partie avant de la première bague intérieure 6 comporte des trous 14 en nombre égal au nombre des échancrures 3 de l'élément de connecteur B. Les surfaces interne et externe de la bague 6 sont poinçonnées, au voisinaqe des bords des trous 14, soit de façon continue, soit en quelques points seulement, de manière à former des lèvres de retenue, diminuant le diamètre des orifices des trous par rapport au diamètre de la partie centrale. Les trous 14 int ainsi un diamètre variable et présentent une forme qui peut être assimilée sensiblement à celle d'une olive. Dans chaque trou 14 se trouve une bille 15, de diamètre légèrement inférieur à celui de la partie centrale des trous, et qui ne peut pas s'en échapper du fait de la présence des lèves de retenue. Chaque bille peut cependant se déplacer, radialement, entre les lèvres des deux orifices du trou correspondant. On remarquera que l'épaisseur de la bague 6 est telle que, quelle que soit la position de la bille 15 dans le trou 14, une partie de la bille fait saillie hors du trou. Dans la position de preassemblage mécanique des éléments A et B (position représentée sur la figure 1), la bille 15 fait saillie du trou 14 sur la surface externe de la bague 6, en étant maintenue dans cette position par la surface externe de la deuxième bague intérieure 9. Une butée mobile 16, entourant la bague 6, est maintenue en appui contre la bille 15 sous l'action d'un ressort 17. La surface de la butée mobile 16 qui est en contact avec la bille15 est chanfreinee pour une raison qui sera expliquée plus loin. L'avant de la partie A de connecteur comporte une pièce 1S, fixée sur l'avant de la bague externe 5, qui sert de butée au déplacement de la butée mobile 16 et qui comporte une partie chanfreinée de la même manière que la butée mobile 16. On voit en outre, sur la figure 1, que la butée 7 comporte des rainures axiales coopérant avec des clavettes solidaires de la surface interne de la bague extérieure 5, afin que les bagues 5 et 6 puissent subir des déplacements axiaux l'une par rapport a l'autre sans possibilité de rotation. De même, les surfaces en regard de la première bague intérieure 6 et de la seconde bague intérieure 9 sont munies d'un ensemble rainures-clavettes qui permet un déplacement linéaire de l'une par rapport à l'autre en évitant toute rotation. On va maintenant décrire les moyens de positionnement et de détrompage de la partie de connecteur A par rapport a' la partie de connecteur B. Ces moyens consistent, d'une façon fort simple, en des saillies 19, par exemple triangulaires, prévues à l'avant de la seconde bague intérieure 9, sur l'épaisseur de celle-ci. Ces saillies 19 peuvent être en nombre égal au nombre des échancrures 3 et sont destinées à se loger dans les orifices de ces échancrures 3. Puisque, comme indiqué plus haut, ces échancrures 3, et par conséquent les saillies 19, ne sont pas régulièrement réparties sur l'enveloppe 2 et la bague 9, respectivement, c'est-à-dire ne sont pas décalées de 160 si elles sont au nombre de trois, ou de 903 si elles sont au nombre de quatre, il n'existe au'une seule position angulaire de la partie A par rapport à la partie B dans laquelle les saillies 19 peuvent se loger dans les orifices des échancrures 3. Grâce à cette disposition, on réalise simultanément le positionnement correct de l'élément A par rapport à l'élément B ainsi que le détrompage de ces deux éléments. Pour préciser les idées, les échancrures 3 ont toutes la même forme et les mêmes dimensions. Si on appelle X l'axe de la branche axiale de l'échancrure 3 et X' l'axe passant par le centre de l'encoche 4 parallèlement à l'axe X, ces deux axes sont sépares d'une distance , égale pour toutes les échancrures. De ce fait, dans l'élément A, chaque bille 15 et chaque saillie 19 sont décalées l'une par rapport à l'autre, elles aussi d'une distance On va maintenant décrire les moyens mis en oeuvre pour assurer automatiquement le nettoyage des surfaces coopérantes de chaque paire de contacts 13, 2a. Comme on l'a déjà indiqué dans le préambule, e nettoyage automatique est effectué par le frottement l'une sur l'autre des extrémités des contacts 13, 2a, par mise en rotation de la platine porte-contacts 12 au cours du déplacement lieéaire axial de la bague extérieure 5. A cet effet, la platine porte-contacts 12 comporte un collier externe 20, entourant le corps isolant 21 portant les contacts 13, ce collier étant muni d'une caiture 32 aliongée, mais faisant un anqle déterminé par capport @ @axe longi@@dinal de l'élément A. Cette rainure 22 coopère avec @@ ergot 23 saillant sur la surface interne de la deuxième baque inkérieure 9. Pour qu'en fin d'accouplement mécanique les contacts 13 soient alignés avec les contacts 2a, il convient qu'auent l'accouplement ils soient situés en amont datrs sens de la rotation) des contacts 2a La figure 4 nont eète de façon plus claire ; les contacts 13 sor rurésentés n traits pleins dans la position avant accouplement et en en traits mixtes dans la position accouplée. Dans le cas où il existe un contact entral, celut@ci ne doit pas coïncider avec l'axe de l'élément de connecteur mais ête légèrement décalé par rapport à celui-ci, de manière qu'il subisse lui aussi un déplacement l'amenant en position axiale au cours de la rotation de la platine porte-contacts 12. On remarquera en outre que la platine por@e-contacts 12 est mécaniquement solidarisée à la première baque intérieure 6, par exemple par un manchon 24 visse en 25 sur la bague S et bloqué par des butées 26, 27 sur la platine porte-contacts 12. On va maintenant décrire le fonctionnemen du connecteur, tout d'abord au cours de l'accouplement, puis au cours du désaccouplement des éléments de connecteur A et B Comme indiqué plus haut, on suppose vue ilément B est fixe, par exemple solidaris à un châssis = l'appareil par un ecrou et nue l'élément A est l'élément amovible. opérateur présente l'élément A devant l'élément B en l'orientant convenablement angulairement pour que les saillies 19 se logent dans les orifices des échancrures 3 correspondantes. L'extrémité avant de la deuxième bague intérieure 9 de l'elément A est alors en appui contre l'enveloppe 2 de l'élément B et reste fixe au cours des opérations suivantes. L'opérateur pousse alors la bague extérieure 5, d'un mouvement linéaire longitudinal, en direction de l'élément B. Au'cours de ce mouvement, du fait de la coopération des butes R et 7, la première bague intérieure 6 est entraînée par la bague extérieure 5 et la bille 15 glisse sur la surface extérieure de la première bague 6, puis sur la surface correspondante de l'enveloppe 2 de l'élément B, la butee mobile 16 restant appliquée contre la bille sous l'action du ressort 17 (figure 2). Simultanément, la platine porte-contacts 12 est entraînée par la bague 6 par l'intermédiaire du manchon 24, et, en raison de la coopération de l'ergot 23 et de la rainure 22, la platine 12 commence o subir une rotation. De ce fait, lorsque les extrémités des contacts 13 et 2a entrent en contact, elles frottent les unes sur les autres, ce aui provoque un nettoyage automatique des surfaces coopérantes de ces paires de contacts 13, 2a. Ces différents mouvements se poursuivent juseiWutà ce que la bille 15 atteigne l'encoche 4, dans laquelle elle est pousse par la butée mobile 16 sous l'action du ressort 17. La bille est alors en saillie sur la surface interne de la première bague intérieure 6 et est bloquée dans cette position par la butée mobile 17 nui a été poussée contre la butée 18 solidaire de la baque 5 en recouvrant l'orifice du trou 14 (figure 3). Par ailleurs, les contacts 13 sont alors alignés avec les contacts 2a (figures 3 et 4) qui, sous l'action de leurs ressorts individuels, sont appliqués fermement contre les contacts 13. Pour désaccoupler les deux éléments A et B, l'opéra- teur saisit la bague extérieure 5 et l'entraîne vers l'arrière d'un mouvement linéaire axial. La butée 18 entraîne la butée mobile 16 jusqu'à ce que l'encoche en V, formée par les deux chanfreins des pièces 18 et 16, se trouve au-dessus de l'orifice du trou 14. Dans cette position, l'arrière de la butée mobile 16 est en appui contre un épaulement 28 de la surface extérieure de la bague 6. La poursuite du recul de la bague 5 provoque donc le recul de la bague 6 par l'intermédiaire de la butée mobile 16. La bille 15, butant contre le bord de l'encoche 4, est donc obligée de s'escamoter dans le trou 14 et fait alors saillie sur la surface extérieure de la bague 6 en occupant le volume délimité par l'encoche en V précitée. Une fois la bille 15 dégagée de l'encoche 4, un ressort 29 interposé entre la butée 8 de la bague 5 et le manchon 24 repousse brusquement vers l'arrière l'ensemble constitué par la bague 6, le manchon 24 et la platine porte-contacts 12. Au cours de ce mouvement de recul, la platine portecontacts 12 est entraînée vers l'arrière en subissant une rotation de sens inverse de la précédente, ce qui provoque un nouveau frottement, et donc un nettoyage, des surfaces coopérantes des contacts 13 et 2a. Dans la description qui précède, on a supposé que l'élé- ment de connecteur B devait être accouplable indifféremment avec un élément complémentaire à ergots radiaux ou avec un élément à déplacement linéaire axial conforme à l'invention. Dans le cas où l'élément B ntest destiné à être accouplé qu'avec le seul élément A, il est évident que les échancrures 3 en forme de r deviennent superflues, et elles peuvent être remplacées par de simples évidements, dans lesquels les billes 15 pourront se loger, en position connectée, à la condition que les distances d entre les axes de déplacement des billes 15 et les centres des évidements soient conservées (les évidements correspondant alors sensiblement aux encoches 4). Bien entendu, il convient alors de munir l'enveloppe 2 d'encoches trianqulaires aux lieu et place des orifices des échancrures 3, pour recevoir les saillies 19 de l'élément A lors de l'accouplement. Comme on le comprend d'après la description qui précède, les connecteurs de l'invention offrent les avantages suivants : - accouplement avec verrouillage automatique en position connectée et désaccouplement ne nécessitant qu'un unique mouvement linéaire axial, à l'exclusion de toute rotation - nettoyage automatique des surfaces coopérantes des paires de contacts associés - l'élément A de connecteur est accouplable indifféremment avec un élément B de type conventionnel muni d'échancrures en @ ou avec un élément muni de simples évidements - les combinaisons de positionnement des éléments de détrompaqe sont plus nombreuses que dans les connecteurs a verrouillage a baionnette. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement aux modes de réalisation ou d'application ayant été plus particu liement décrits ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique, notamment 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 deuxième élément connecteur, d'un type connu en soi, comportant une enveloppe extérieure munie dans sa partie avant d'au moins une echancrure prévue, conformément a la conception initiale dudit deuxième élément de connecteur, pour coopérer avec un ergot radial correspondant d'un élément de connecteur complémentaire (accouplement a baïonnette), caractérise en ce au'il comporte des moyens de verrouillage mécanique de l'assemblage des premier et deuxième éléments de connecteur en position connectée qui sont actionnés uniquement par un mouvement linéaire axial du premier élément de connecteur, ces moyens de verrouillage étant tels aue le second élément de connecteur peut être connecté aussi bien avec le premier élément de connecteur qu'avec un élément de connecteur muni d'au moins un erqot, de type en soi connu. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens de connexion mécanique inclus dans le premier élément de connecteur comportent - au moins une bille liée mécaniquement à la bague extérieure et déplaçable en même temps que cette dernière entre, d'une part, une première position (nosition non connectée) et, d'autre part, une deuxième position (position connectée) dans laquelle elle coopère avec une encoche de l'échancrure du deuxième élément de connecteur pour assurer le verrouillage de la connexion mécanique, - et des moyens d'entraînement de la bille entre les deux positions précitées. 3. Connecteur électrique selon la revendication 2, caractérise en ce que les moyens d'entraînement de la bille comprennent une première bague intérieure munie d'au moins un trou servant de loqement pour la bille, cette bague étant munie, sur sa surface externe, d'un épaulement coopérant avec un épaulement correspondant, prévu sur la surface interne de la bague extérieure de 1'Blgment de connecteur. 4. Connecteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le trou a une forme en olive, d'axe perpendiculaire N la surface de la bague, les diamètres extrêmes de ce trou étant inférieurs au plus qrand diamètre de la bille, de manière que celle-ci possède un jeu radial suffisant pour saillir partiellement de l'un ou l'autre des orifices du trou sans avoir la possibilité d'échapper de celui-ci. 5. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage de la bille dans la lumière du second élement de connecteur, en position connectée, comprennent une butée mobile axialement maintenue en appui contre la bille sous l'action d'un ressort. 6. Connecteur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces en regard qui sont en contact avec la bille, en position connectée, de la partie de la butée mobile et de la partie avant du premier élément de connecteur, qui constitue une butée fixe s'opposant au déplacement axial de la butée mobile, sont chanfreines et peuvent constituer ensemble une encoche en forme de V dans laquelle se loqe la partie de la bille saillant de la surface extérieure de la bague lors de la déconnexion mécanique des deux éléments de connecteur. 7. Connecteur électrique de type rond, à enfichage linéaire axial, notamment selon l'une quelconque des revendications 1 N 6, comprenant un premier élément de connecteur comportant une pluralité de contacts électriques destinés à établir des liaisons électriques par aboutement, en position connectée, avec des contacts correspondants d'un deuxième élément de connecteur, les contacts dudit deuxième élément de connecteur étant agencés pour subir un léger recul axial, en cours de connexion, pour être appliqués élastiquement, mais fermement, en position connectée, contre les contacts correspondants du premier élément de connecteur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à faire subir à la platine porte-contacts du premier élément d connecteur une rotation de faible amplitude autour de l'axe lonnitudinal dudit premier élément de connecteur, de manière que, en cours d'assemblaqe mécanique des deux éléments de con necteur9 les extrémités des contacts du premier élément de co- necteur qLqssent anqulairement sur les extrémités des contacts du second élément de connecteur en même temps nue ces derniers subissent un 1-qer recul axial, grâce a quoi les surfaces en regard des contacts correspondants des deux éléments de connecteurs sont nettoyées automatiquement. 8. Connecteur électrique selon la revendication 7, la platine porte-contacts étant intérieure à une deuxième bague intérieure à la bague mobile d'entraînement de la bille, carac triste en ce que les moyens pour faire tourner la platine portecontacts comprennent, d'une part, au moins un ergot solidaire de la surface intérieure de la deuxième bague et, d'autre part, au moins une rainure allongée prévue sur la surface extérieure de la platine porte-contacts, l'axe général de ladite rainure étant légèrement incliné par rapport à l'axe du premier élément de connecteur. 9. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, comportant une paire de contacts centraux disposée respectivement dans les deux éléments de connecteur, caractérisé en ce que le contact central du premier élément de connecteur est légèrement décalé par rapport à l'axe longitudinal de l'élément de connecteur, et en ce que le contact central du second plument de connecteur est centré sur l'axe longitudinal de celui-ci. 10. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de connecteur comporte des saillies de positionnement et de détrompaqe destinées à coopérer avec les orifices des échancrures du deuxième élément de connecteur.