Brevet FR2541522A1 — publié le 19840824

" Connecteur électrique " L'invention concerne un connecteur électri- que. On connaît déjà des connecteurs électriques qui se composent d'une fiche et d'une embase comprenant chacune un corps métallique à l'intérieur duquel est prévu un insert en matériau isolant recevant les broches mâle ou femelle de liaisons électriques. Les corps de la fiche et de l'embase sont pourvus de nervures et de rainures complémentaires emboR- tables, afin de réaliser un détrompage et de ne permettre l'assemblage coaxial de la fiche sur l'embase que suivant une seule position angulaire pour laquelle chaque broche mâle est disposée en regard de sa broche femelle correspondante. Dans ces connecteurs, l'assemblage de la fi- che sur l'embase est obtenu par un verrou, qui est monté sur la fiche par l'intermédiaire d'un filetage et qui s'assemble par un montage à baionnette sur l'embase, de façon que par accrochage du verrou sur l'embase à l'aide du dispositif à baionnette, il soit possible de faire tourner le verrou pour déplacer axialement la fiche sous ltac- tion du filetage afin de la rapprocher de l'embase et d'en- foncer les broches mâles à l'intérieur des broches femelles. Cependant, ces connecteurs connus présent plusienrs inconvénients et notamment les suivants n Ainsi, ces connecteurs connus sont encom brantes dans le sens axial et dans le sens radial, compte tenu du dimensionnement nécessaire des pièces pour leur donner une résistance mécanique suffisante et une possibilité normale d'usinage et compte tenu également, de la hauteur nécessaire du filetage d'assemblage du verrou sur sa fiche et de la hauteur nécessaire pour les nervures et rai nurses complémentaires d'assemblage avec détrompage de la fiche sur l'embase. En outre, une construction idéale de ces connecteurs devrait satisfaire simultanément aux trois conditions ci-après relatives au faible poids du connecteur, à sa bonne fiabilité ou résistance à l'usure et à sa rapidité d'assemblage et de désassemblage. Pour réduire le poids du connecteur, on est amené à réaliser les corps de fiche et deembasew ainsi que le verrou en métal léger, et par exemple en alliage d'alu- minium, la contrepartie de la mise en oeuvre de ce métal léger étant cependant qu'il est peu résistant , notamment à l'usure par frottement, ce qui réduit sa fiabilité, particulièrement en raison de l'usure des filetages d'assemblage du verrou sur la fiche. Egalement, lorsque lton désire réaliser un connecteur à assemblage rapide, on est amené à augmenter l'inclinaison des pas de filetage d'assemblage du verrou et de la fiche, et cela entratne encore une augmentation des forces de friction et donc de l'usure, compte tenu notamment que la force à développer pour réaliser l'as- semblage ou le désassemblage est relativement importante, et d'autant plus élevée que le nombre de broches mules et femelles à assembler est important. Cette mauvaise fiabilité ou mauvaise résistance à l'usure, est particulièrement sensible dans le cas où le verrou et la fiche sont assemblés par des plots se logeant dans des rainures de filetage car, dans ce cas, les plots sont réalisés en métal dur, par exemple en acier, afin d'être résistants sur le plan mécanique, ce qui provoque une usure rapide des flancs du filetage. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, un connecteur électrique se composant dune fiche et d'une embase raccordables axialement sous l'action d'un verrou prévu sur la fiche, la fiche et l'embase se composant d'un corps recevant intérieurement un insert en matière isolante pourvu de broches malles et femelles de liaison électrique, le verrou étant monté sur le corps de fiche par des moyens autorisant leur déplacement relatif contrôlé dans le sens axial et en rotation, ce verrou comportant, en outre, des moyens pour son raccordement au corps de l'embase et assu rant, en position de raccordement, la rotation relative du verrou sur ce corps d'embase, les corps de fiche et d'embase étant poulinas de rainures et nervures complémentaires permettant leur assemblage coaxial suivant une seule position angulaire, connecteur caractérisé en ce que les moyens assurant le déplacement relatif, dans le sens axial et en rotation, du verrou sur le corps de fiche, sont constitués par trois baguez coaxiales disposées entre le-verrou et le corps de fiche et formant une bague intermédiaire disposée entre deux bagues extrêmes, la bague intermédiaire d'une part, et les bagues extrêmes, d'autre part, étant immobilisées en rotation l'une, ou les unes, par rapport au verrou et les autres, ou l'autre, par rapport au corps de fiche, ces trois bagues comportant chacune au moins une rampe de came formée sur les extrémités en regard des bagues pour coopérer l'une l'autre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les bagues constituent des pièces indépendantes du verrou et du corps de fiche. Suivant une autre caractéristique de lein- Invention, les bagues sont immobilisées en rotation par rapport au verrou ou au corps de fiche par des nervures et rainures complémentaires. Suivant une autre caractéristique de ln- vention, les bagues extrêmes encadrant la bague intermédiaire sont maintenues axialement sur le verrou, ou sur le corps de fiche, entre une collerette solidaire du verrou ou du corps de fiche et un moyen de maintien amovible avec interposition d'au moins un moyen compressible élas tiquement. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, des ergots et évidements complémentaires de verrouillage sont prévus sur les rampes de cames des extrémités en regard des bagues. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les rampes de cames comportent plusieurs ergots, répartis sur leur longueur, susceptibles de coopérer successivement avec au moins un évidement préau sur la rampe de came en regard. Btinvention est représentée, à titre d'exem ple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels : - la figure 1 est une vue décomposée d'un mode de réalisation d'un connecteur conforme à l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe axiale partiellement arrachée du connecteur de la figure 1, respectivement en position préassemblée et en position verrouillée, - les figures 4 et 5 sont des vues en perspective partiellement coupées correspondant respectivement aux figures 2 et 3, - la figure 6 représente en vue latérale partielle un autre mode de réalisation de la bague intermé diaire e La présente invention a, en conséquence, pour but la réalisation d'un connecteur électrique à assem blage rapide qui soit d'un faible encombrement, d'un faible poids et d'une bonne fiabilité et résistance à l'usure. Ce connecteur se compose d'un corps d'embase 1 et d'un corps de fiche 2 qui reçoivent intérieurement un insert en matériau isolant 3, 4, à l'intérieur desquels sont prévues plusieurs broches mâles et femelles 5, 6 de raccordement électrique. Dans l'exemple représenté, l'embase 1 comporte un rebord 11 pourvu de perforations destinées à permettre le passage de vis pour la fixation de l'embase sur un support quelconque Cette embase est destinée à s'assembler par son extrémité 12 b l'intérieur du corps de fiche 2 et, à cet effet, elle comporte des nervures longitudinales exte rieures 13 destinées à se loger dans des rainures correspondantes 21 (figure 2) du corps de fiche 2. Ces nervures et rainures complémentaires sont réalisées de manière à ne permettre l'assemblage de la fiche sur l'embase que suivant une seule position angulaire pour laquelle chacune des broches 5 est placée dans l'axe de sa broche femelle correspondante 6. Cette disposition permet d'assurer le détrompage de l'assemblage de la fiche sur le connecteur. Autour du corps de fiche 2, est monté un verrou 7 qui est destiné à s'accrocher sur les nervures 13 de l'embases puis, par une rotation de ce verrou, à permet- tre le rapprochement de la fiche et de l'embase afin dassembler les broches mâles 5 à l'intérieur des broches femelles 6. Pour réaliser l'accrochage du verrou 7 sur les nervures 13 de l'embase 1, ce verrou 7 comporte à sa base une collerette interne 71 qui est pourvue de rainures ou encoches 72, complémentaires des nervures de détrompage 13 de l'embase le Ces rainures 72 du verrou correspondent donc en forme et dimensions aux rainures 21 du corps 2. Pour placer la fiche 2 en position préassemblée sur l'embase 1 (voir figures 2 et 4), il suffit donc de faire coulisser axialement le verrou 7 sur l'embase par l'intermédiaire des nervures 13 et rainures 72 complémer- tares, puis, lorsque la collerette 71 a dépassé le chant inférieur 14 des nervures 13 il est alors possible de faire re tourner le verrou 7 qui est ainsi maintenu par coopération du bord supérieur de la collerette 71 et du chant in férieur des nervures 13. A ce stade de l'assemblage, les rainures 21 du corps de fiche commencent à venir en prise avec les nervures 13 de l'embase, afin d'immobiliser le corps de fiche en rotation par rapport à l'embase et de placer chaque fia che mâle en regard de sa fiche femelle correspondante. Le montage du verrou 7 sur le corps de fiche 2 est assuré par trois bagues 8, 9 et 10 qui définissent une bague intermédiaire 9 placée coaxialement entre deux bagues extrêmes 8 et 10e Chacune de ces bagues présente, sur leurs faces d'extrémité en regard, des rampes de cames à profil identique 81 91, 92 et 101 et dans l'exemple représenté, chacune de ces bagues présente trois rampes de cames de longueur et de pentes identiques. Ces trois bagues 8, 9 et 10 comportent sur leurs faces latérales internes, des nervures respectivement 82, 93 et 1 2 qui correspondent en dimensions et positions à des nervures 11 prévues sur la face latérale externe du corps de fiche 2. Chacune des nervures Il est réalisée en deux parties 111, 112 séparées par une partie évidée dont la hauteur correspond sensiblement à la hauteur de la bague intermédiaire 9, de façon que les bagues estremes 10 et 8 soient en prise respectivement sur les parties 111 et 112 des nervures par leurs rainures 102 et 82 alors que la bague intermédiaire 9, disposée entre les parties 111 et 112 des nervures 11, est susceptible de tourner par rapport au corps de fiche 2, les rainures 93 étant uniquement destinées à permettre le montage de la bague 9. Le corps de fiche 2 comporte à sa base une collerette externe 22 sur laquelle vient prendre appui l'ex- trémité inférieure circulaire de la bague 8 par l'intermédiaire d'un ressort annulaire fendu 12 ondulé parallèlement à son axe. Les trois bagues 8, 9 et 10 étant disposées autour du corps de fiche 2 par coopération de leurs nervi res complémentaires, cet empilage est maintenu sur le corps de fiche par un anneau fendu 13 logé dans une rainure 23 du corps de fiche. Un ressort annulaire Sendu et ondulé 14, est également disposé entre cet anneau de retenue 13 et l'ex- trémité supérieure circulaire de la bague 10. Les ondulations de ce ressort 14, ainsi ue celles du ressort 12 seront, de préférence, d'amplitudes différentes pour un m8me ressort, afin de constituer des ressorts apériodiques coopérant à la résistance aux vibrations du connecteur. La bague intermédiaire 9 est pourvue, sur sa face externe, de nervures 94 ces nervures étant prévues dans les zones de jonction de la bague entre les rampes de cames successives 91, 92. Ces nervures 94 correspondent, en position, à des rainures 73 formées sur la paroi latérale interne du verrou 7. L'extrémité inférieure de ces rainures 73 est distante de l'extrémité inférieure du verrou 7 pourvue de la collerette interne 71 et l'extrémité supérieure de ces rainures 73 est limitée par un épaulement interne 74 dans lequel vient se loger une entretoise circulaire 15, maintenue elle-même en position par un anneau fendu 16 se logeant dans une rainure interne 75 de la paroi interne du verrou 7. Cette construction est telle que la hauteur des rainures 73 délimitée d'une part, par leurs extrémités inférieures, dtautre part, par l'entretoise 15, est légere- ment supérieure à la hauteur de la bague intermédiaire 9, cest-à-dire supérieure à la hauteur des nervures 94 de cette bague. Cette disposition permet donc un léger jeu axial de la bague intermédiaire. En outre, les rainures 82 de la bague inférieure 8 et les rainures 102 de la bague supérieure 10 qui correspondent en forme et position aux nervures Il, sont décalées l'une par rapport à l'autre par rapport à leurs rampes de canes respectives 8 101, de façon que, lorsque l'empilage est réalisé sur les nervures 11 du corps 2, les extrémités en dents de scie 85 et 103 des rampes 81, 101 des bagues 8 et 10, soient décalées l'une par rapport à l'autre (voir figures 2 et 3). Cette disposition a pour effet de limiter, par exemple à 900, la possibilité de rotation du verrou 7, par rapport au corps 2 en limitant la possibilité de rotation à cet angle de la bague intermédiaire 9 dont les ex trémités en dents de scie des rampes 91 et 92 viennent s'ap- pliquer contre les rebords 83 et 103 des extrémités des rampes 81, 101. Pour poursuivre le mouvement de connexion à partir de la position préassemblée représentée sur la figure 2, il suffit d'entrainer en rotation le verrou 7 dans le sens de la flèche F, ce verrou entraSnant en rotation la bague intermédiaire 9 qui est immobilisée en rotation sur le verrou 7 par l'intermédiaire des nervures 94et des rainures 73. Lors de cette rotation, les rampes inférieures 91 de la bague intermédiaire 9 s'appuient sur les rampes 81 de la bague inférieure 8, afin de déplacer axiale ment le corps de fiche 2, étant donné que cette bague in férieure 8, de même que la bague supérieure 10, sont immobilisées en rotation par rapport au corps de fiche 2 par coopération des rainures 82, 102 et des nervures 112, 111, tandis que ce corps de fiche 2 est lui-même immobilisé en rotation par rapport à l'embase 1 par coopération des nersures et rainures 13s 2jê Cette rotation du verrou 7 se poursuit jusqu'à oe que les broches 5 et 6 soient enfoncées totalement l'une dans lautre et que les inserts 3 et 4 soient appliqués l'un contre l'autre, cette position correspondant à la mise en butée de l'extrémité des rampes 91 contre le rebord 83 des rampes 8q de la bague 8. Le connecteur est ainsi assemblé et pour réaliser la déconnexion, il suffira d'entrainer en rotation le verrou 7 dans le sens contraire de la flèche F, ce qui aura pour effet dtécarter axialement le corps de fiche 2 de l'embase 1 par coopération des rampes 92 avec les rampes 101. A l'extrémité de ce mouvement de rotation, le verrou 7 et le corps de fiche 2 pourront être totalement séparés de l'embase 1 par déplacement axial des rainures 72 sur les nervures 13 Afin de faciliter la rotation du verrou 7 par rapport au corps de fiche 2, les rampes 81 et 101 des bagues 8 et 10 comportent chacune au moins une encoche 84, 10A dans chacune desquelles est partiellement logé, à libre rotation, un galet ou bille 17, réalisé, dans l'exemple représenté, sous la forme d'un rouleau. Au cours de la rotation de la bague lnteree- diaire 9, les rampes 91 et 92 s'appliquent donc sur les rampes 81, 101 par l'intermédiaire de ces rouleaux. Ce connecteur comporte également des moyens assurant le verrouillage de la position du corps de fiche 2 par rapport au verrou 7 7 dans la position désassemblée du connecteur et dans la position assemblée. Ces moyens sont constitués par un ergot 18, de préférence de section triangulaire, réalisé à proximité des extrémités inférieures des rampes 91 et 92 de la bague intermédiaire 9. Ces ergots sont destinés à se loger, aux ex- trémités du mouvement de rotation du verrou 7, dans les encoches 84 et 104 des bagues 8 et 10 contenant déjà les rouleaux 17. Ainsi, pour provoquer la rotation du verrou 7 en position assemblée ou désassemblée du connecteur, l'utilisateur devra vaincre la résistance créée par les ressorts 12 et 14 pour faire sortir les ergots 18 des en- coches 84 ou 104. Cette construction permet d'obtenir une sécu- rité de verrouillage en position assemblée du connecteur, tandis que, en position désassemblée, elle permet de pos4- tionner angulairement le corps de fiche 2 par rapport au verrou 7 afin que les rainures 21 soient disposées dans l'alignement des rainures 72 pour faciliter l'opération d'assemblage. Eventuellement, la bague intermédiaire 9 pourra comporter, sur l'une des rampes 91, 92, ou sur les deux, une pluralité d'ergots 18, régulièrement répartis (voir figure 6) afin que, au cours de la rotation du verrou 7 pour réaliser l'assemblage ou le désassemblage du connecteur, il se produise une succession de déclics avec augmen- tation concomittante de la résistance à la rotation du verrou 7. Dans cette construction, les trois bagues 8, 9 et 10, sur lesquelles s'exercent exclusivement les forces de friction peuvent être réalisées en métal dur afin d'obtenir un connecteur de bonne fiabilité sens pour cela augmenter considérablement le poids de ce connecteur, étant donné le faible volume de ces pièces. On obtient ainsi une très grande résistance à l'usure des organes mécaniques provoquant l'insertion et le verrouillage. Par ailleurs, étant donné cette construc- tion, les corps de l'embase 1 et de la fiche 2, ainsi que le verrou 7 pourront, pour les mimes raisons, entre réali- sés en métal léger. La mise en oeuvre de ces trois bagues 8, 9 et 10 permet également de réaliser un connecteur à assembla- ge et désassemblage rapides et souples (par exemple suivant un quart de tour) étant donné les rampes de cames que comportent les bagues 8, 9 et 10. Egalement, les dimensions de ce connecteur sont réduites dans le sens radial et dans le sens axial étant donné que, dans le sens radial, les bagues 8, 9 et 10 en métal dur sont de faible épaisseur, alors que l'épais- seur de paroi du verrou 7 et des corps d et 2 peut autre réduite étant donné quelles ne subissent pas elles-mêmes les forces de friction. flans le sens axial, l'encombrement du connec- teur est également réduit compte tenu de la faible hauteur de l'empilage des bagues 8, 9 et 10 et compte tenu également que, en position assemblée, les nervures 13 de l'em- base se logent à l'intérieur du corps 2 à hauteur de la bague inférieure 8. On notera également que, dans l'exemple représenté, sur les dessins ci-joints, la bague intermédiaire 9 est immobilisée en rotation par rapport au verrou 7, alors que les bagues extrêmes 8 et 10 sont immobilisées en rotation par rapport au corps de fiche 2. Cependant, une réalisation inverse pourra être obtenue avec des résultats identiques en immobilisant en rotation les bagues extrêmes 8, 10 par rapport au ve- rou 7 et la bague intermédiaire 9 par rapport au corps de fiche 2. Egalement, les assemblages à rainures et nervures prévus dans l'exemple de réalisation représenté, pourront être inversés, chaque nervure prenant la place d'une rainure et inversement. Dans la présente description, les trois bagues 8, 9, 10 constituent des pièces indépendantes du verrou et du corps de fiche. Cependant, si cela est jugé uti- le sur le plan de la fabrication et acceptable sur le plan du fonctionnement, ltune de ses bagues pourra former une partie intégrante du verrou ou de la fiche sur laquelle elle doit autre immobilisée en rotation. REVENDICATIONS 1.- Connecteur électrique se composant d'une fiche et d'une embase raccordables axialement sous l'action d'un verrou (7) prévu sur la fiche, la fiche et l'embase se composant d'un corps (2-1) recevant intérieurement un insert en matière isolante (4-3) pourvu de broches mâle et femelle (5-6) de liaison électrique, le verrou (7) étant monté sur le corps de fiche par des moyens autorisant leur déplacement relatif contrElé dans le sens axial et en rota- tion, ce verrou comportant en outre des moyens (72) pour son raccordement au corps (1) de l'embase et assurant, en position de raccordement, la rotation relative du verrou sur ce corps d'embase, les corps de fiche et d'embase étant pourvus de rainures (21) et nervures (13) complémentaires permettant leur assemblage coaxial suivant une seule posi- tion angulaire, connecteur caractérisé en ce que les moyens assurant le déplacement relatif dans le sens axial et en rotation du verrou (7) sur le corps de fich.e (2) sont constitubé par trois bagues coaxiales disposées entre le ver- rou et le corps de fiche et formant une bague intermédiai re (9) disposée entre deux bagues extrêmes (8-10), la ba- gue intermédiaire d'une part et les bagues extrêmes d'autre part, étant immobilisées en rotation elle, ou les unes, par rapport an verrou (7) et et les autres, ou l'autre, par rapport au corps de fiche9 ces trois bagues comportant chacune au moins une rampe de cames (81-91-92-102) formée sur les extrémités en regard des bagues pour coopérer l'une l'autre. 2.- Connecteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les bagues (8-9-10) constituent des pièces indépendantes du verrou (7) et du corps de fiche (1). 3.- Connecteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bagues (8-9-10) sont immobilisées en rotation par rapport au verrou ou au corps de fiche par des nervures et rainu- res complémentaires (73-94-82-10-111-112). 4.- Connecteur conforme à l'une que,conqe des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bagues extrêmes (8-10) encadrant ia bague intermédiaire (9) sont maintenues axialement sur le verrou (7), ou sur le corps de fiche (2), entre une collerette (21) solidaire du verrou ou du corpus de fiche, et un moyen de maintien amovible (13) avec interposition d'au moins un moyen com- pressible élastiquement (12-14). 5.- Connecteur conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen compressible élastique est constitué par un anneau ressort ondulé. 6.- Connecteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague intermédiaire (9) est immobilisée en rotation sur le verrou (7) ou le corps de fiche (1) par des rainures ou nervures complémentaires (73-94), des moyens (15) étant prévus pour maintenir avec un jeu axial cette bague inter- médiaire sur le verrou ou sur le corps de fiche0 7.- Connecteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que des ergots et évidements complémen- ta ires de verrouillage (18-84-104) sont prévus sur les ram pes de cames (81-91-92-101) des extrémités en regard des bagues (8-9-10). 8.- Connecteur conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les ergots et évidements complémentaires de verrouillage (18-84-104) sont prévus au moins au voisinage d'au moins une extrémité des rampes de cames (81-91-92-101). 9.- Connecteur conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que les rampes de cames comportent plu- sieurs ergots, répartis sur leur longueur, susceptibles de coopérer successivement avec au moins un évidement prévu sur la rampe de came en regard. 10.- Connecteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rampes de cames (81-91-92-101) des extrémités en regard des bagues (8-9-10) sont appliquées l'une contre l'autre par l'intermédiaire de galets de roulement (17) logés par- tiellement dans les encoches (84-104). 11.- Connecteur conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que les galets de roulement (17) sont disposés dans des encoches (84-104) recevant également les ergots de verrouillage (18) et formées au voisinage d'au moins une extrémité d'une rampe. 12.- Connecteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bagues extr8mes (8-10) sont immobilisées en rotation par des nervures et rainures complémentaires (111-112-82-102) formées de manière telle que les extrémités des rampes (83-103) de ces bagues soient décalées angulairement. 13.- Conneeteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les nervures et/ou rainures complémentaires (94-73) prévues sur la bague intermédiaire (9) sont réalisees sur la paroi externe le la bague entre les zones occupées par les rampes de cames 14.- Connecteur conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour le raccordement du verrou (7) au corps (1) de l'embase et les moyens pour l'assemblage du corps de fiche (2) au corps de l'embase (1) suivant une seule position angulaire, sont constitués par des rainures et nervures complémentaires (73-94-21-13) prévues d'une part, sur le verrou et le corps de fiche, d'autre part, sur le corps d'embase, les rainures et ner vures complémentaires (163-94-82-102) d'immobilisation en rotation, prévues entre le verrou et les bagues et entre les bagues et le corps de fiche, étant disposées de manière telle que les ergots (18) et évidements (103-104) complémentaires de verrouillage prévus à l'extrémité des rampes de cames coopèrent ensemble lorsque les rainures ou ner- vures (21-72) du verrou et du corps de fiche sont en a.li gnement entre elles pour leur emboîtement sur les nervures ou rainures (73) du corps d'embase.