Brevet FR2542509A1 — publié le 19840914

Connecteur électrique hermaphrodite. La, présente invention concerne des connecteurs électriques et plus particulièrement ce qui peut être appelé de manière appropriée des connecteurs électriques "sans genre" ou "hermaphrodites" ou peut-être "unisexe". L'invention est applicable notamment à un système de connexion électrique pour la transmission de puissance d'un amplificateur d'audiofréquences à un ou plusieurs systèmes de hauts-parleurs. Actuellement, divers connecteurs électriques sont utilisés tant dans le domaine des connexions pour signaux à audiofréquence de faible niveau que dans celui des connexions de puissance pour audiofréquences, sans parler du domaine général de la connexion électrique dans son ensemble, et des tentatives de normaliser de tels connec- teurs sont jusqu'à présent restées vaines en raison de la multiplicité des conventions existant pour un même type de connecteur De ce fait il subsiste un état d'incompatibili- té et de confusion qui risque fort d'entraîner des pannes de matériel dues à des conditions de fonctionnement inadmissibles voire même catastrophiques qui résultent de mauvaises connexions. D'autre part, la norme appelée "Electrical Safety Standard I E C 65 " exige que des "contacts sous tension" prévus sur du matériel électrique soient protégés afin d'éviter des chocs électriques accidentels, des "contacts sous tension" étant à cet égard définis comme étant ceux présentant des potentiels supérieurs à 32,6 volts en valeur efficace La plupart des amplificateurs de puissance professionnels actuels pour audiofréquences sont capables de débiter une tension de 50 à 70 volts en valeur efficace. La plupart des connecteurs utilisés à présent ne répondent pas à cette exigence relative à la sécurité puisqu'ils étaient conçus à l'origine pour des applications concernant 254225 C 9 2. des signaux de faible niveau Ils ont commencé à être uti- lisés en tant que connecteurs de sortie il y a de nombreu- ses années sur du matériel incapable de débiter les fortes puissances de sortie qui sont actuellement courantes. Par exemple, le connecteur à broches mâle/femelle XLR-3, pour lequel une norme ISO existe en ce qui concerne des applications dans le domaine du niveau de signaux, est l'un des types les plus courants de connecteurs utilisés pour la connexion dans le domaine du niveau de puissance (c'està-dire entre amplificateur et haut-parleur) et offre, d'une manière qui prête à confusion, quarante-huit configurations de connexion possibles, rien qu'en ce qui concerne la simple opération de connecter, avec la polarité correçte, les deux bornes de sortie d'un amplificateur de puissance pour audiofréquences aux deux bornes d'entrée d'un système de hauts-parleurs Le simple fait que des amplificateurs d'e haute puissance actuels peuvent délivrer plus d'un kilowatt à un système utilisateur devrait à lui seul faire accepter la nécessité d'un système de connexion simple, fiable et sans danger, et comme il est nécessaire et suffisant de prévoir deux conducteurs entre un amplifi- cateur et un système de hauts-parleurs en respectant la polarité correcte, un connecteur conforme à ces nouveaux critères est une exigence. Or un connecteur électrique du type "unisexe", pré- sentant deux contacts et capable de venir en prise avec un connecteur "identique à lui-même", répondrait à cette exigence. Il n'est donc pas surprenant que de tels connecteurs électriques unisexe ou sans genre aient déjà été proposés. Ainsi, par exemple, le brevet américain N O 2 663 007 au nom de E Diessl décrit un dispositif électrique à fiche et prise dans lequel deux contacts logés dans une coquille en deux parties de type classique sont identiques à deux contacts logés dans une prise électrique Le contact est établi en poussant simplement l'un des éléments dans l'autre et le- dispositif ne semble pas présenter d'autres avantages mais, au contraire, tous les inconvénients d'une combinaison classique de fiche et de prise. Le brevet américain N O 3 688 243 au nom de Yamada et Kawaguchi propose la construction d'un dispositif connecteur unisexe à bornes multiples Deux dispositifs de ce genre sont assemblés et maintenus en place par des crochets à articulation automatique qui coopèrent avec des saillies ou bossages correspondants Cette construction est extrêmement peu résistante. Les brevets américains N S 2 838 739; 3 091 746; 3 218 599; 3 259 870; 3 654 586 et 3 794 957 au nom de E.D Winkler sont tous très semblables les uns aux autres et décrivent des connecteurs électriques "sans genre' présentant au moins une paire de contacts électriques logés à l'intérieur d'une coquille, dans certains cas une coquille en deux parties, -chaque lame de contact étant sollicitée par un ressort-lame séparé L'assemblage de deux connecteurs de ce type est obtenu simplement en les poussant l'un dans l'autre mais ils ne peuvent être séparés l'un de l'autre qu'en exerçant un effort pour dégager les lames de contact des ressorts-lames correspondants Dans la plupart des brevets délivrés au nom de Winkler, deux connecteurs engagés l'un dans l'autre ne peuvent pratique- ment être séparés qu'en les arrachant l'un de l'autre, d'o une sérieuse diminution de leur durée de vie à prévoir - En conséquence, la présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités et à d'autres désavantages des dispositifs "sans genre" ou "unisexe" de la technique antérieure en créant un connecteur électrique capable de coopérer avec une contrepartie identique, grâce à sa géométrie et à sa topologie inédites. Ainsi, selon la présente invention, un connecteur électrique peut, dans le cas d'une première variante, 25425 C 9 comprendre un élément formant corps moulé autour d'au moins une paire de barrettes de contact électriques dont les extrémités destinées à établir le contact font saillie dans une chambre formée dans une extrémité de l'élément formant corps destinée à recevoir la contrepartie, cette chambre présentant des dimensions insuffisantes pour qu'un doigt de l'utilisateur puisse y accéder; une partie terminale arrière sensiblement tronconique associée à l'élément formant corps et destinée à recevoir un câble électrique, lequel peut être amené à passer par cette partie terminale arrière pour être connecté aux autres extrémités des barrettes de contact; un organe de verrouillage élastique porté par le connecteur et muni d'un crochet de verrouillage dirigé -vers l'extérieur; et une fente ménagée au niveau de ladite chambre dans l'élément formant corps, au voisinage du -bord libre de celui-ci, cette fente étant apte à recevoir le crochet de verrouillage d'un organe de verrouillage élastique d'un connecteur électrique identique lorsque deux connecteurs selon l'invention sont poussés longitudinalement l'un dans l'autre de sorte que les barrettes de contact formant lesdites paires, au moins au nombre de deux, sont appuyées- les unes contre les autres par paires de même polarité. Dans le cas d'une deuxième variante de la présente inventionun connecteur électrique capable de coopérer avec une contrepartie identique, après avoir été mis en prise avec celle-ci, peut comporter une enveloppe ou cage extérieure; une partie introduite entourée par l'enveloppe ou cage extérieure et moulée autour d'au moins une paire de barrettes de contact électriques dont les extrémités destinées à établir le contact font saillie dans une chambre formée entre l'enveloppe extérieure et l'extrémité de la partie introduite destinée à recevoir la contrepar- tie, cette chambre présentant des dimensions insuffisantes pour qu'un doigt de l'utilisateur puisse y accéder; une partie terminale arrière sensiblement tronconique associée à l'enveloppe extérieure et destinée à recevoir un câble électrique, lequel peut être amené à passer à travers cette partie terminale arrière afin d'être connecté aux autres extrémités des barrettes de contact; un dispositif de verrouillage élastique porté par l'enveloppe extérieure et muni d'un crochet de verrouillage dirigé vers l'extérieur; et une fente ménagée dans l'enveloppe extérieure au voisinage du bord libre de celle-ci, cette fente étant apte à recevoir le crochet de verrouillage d'un moyen de verrouillage élastique d'une contrepartie identique précitée lorsque deux connecteurs selon l'invention sont poussés l'un dans l'autre de façon que les barrettes de contact formant lesdites paires, au moins au nombre de deux, sont appuyées les unes contre les autres par paires de même polarité. Afin de permettre une meilleure compréhension de la présente invention, certaines formes de réalisation préférées seront décrites ci-après purement à titre d'exemple et en se référant notamment aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue orthogonale plus ou moins schématique d'un connecteur électrique selon l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale verticale du connecteur de la figure 1; la figure 3 est une vue de face du connecteur; la figure 4 montre la façon dont deux connecteurs identiques sont mis en prise l'un avec l'autre; la figure 5 est une vue orthogonale d'une forme de réalisation particulière de l'invention, relative à une prise murale; la figure 6 est une coupe longitudinale verticale de la prise murale de la figure 5; la figure 7 est une vue de face de la prise murale; - la figure 8 est une coupe longitudinale verticale d'une variante à bas prix de revient du connecteur électrique selon l'invention; la figure 9 est une vue de dessus du connecteur de la figure 8; la figure 10 est une vue de face correspondante; la figure ll est une vue de dessus d'une autre forme de réalisation de l'invention, à savoir une version à six barrettes de contact; et la figure 12 est une vue de face correspondante. Des éléments constitutifs identiques sont, pour chacune des formes de réalisalisation de l'invention, désignés sur toutes les figures par les mêmes chiffres de référence. Les figures 1, 2 et 3 illustrent un connecteur électrique selon l'invention Le connecteur comprend une enveloppe extérieure 1 qui est de préférence une pièce en zinc obtenue par coulée et présentant dans sa surface extérieure un certain nombre de rainures transversales 2. Pour permettre à deux connecteurs électriques de ce type d'être mis en prise en étant poussés -longitudinalement l'un dans l'autre une partie antérieure 3 de la cage ou enveloppe extérieure 1 est réalisée de façon à former une chambre semi-cylindrique. Sur l'extrémité arrière de l'enveloppe extérieure 1 est montée une partie terminale arrière sensiblement tronconique 4 destinée à recevoir un câble et réalisée de préférence en une matière synthétique appropriée telle que le l'-EOPRENE La partie -terminale arrière 4 "s'engage de manière brusque" sur l'extrémité arrière de l'enveloppe cylindrique extérieure 1 grâce à un bourrelet annulaire 5 formé sur sa paroi intérieure et qui coopère avec une rainure annulaire correspondante prévue dans l'enveloppe 1. A l'intérieur de l'enveloppe extérieure 1 se trouve une partie introduite 6 qui est de préférence une pièce moulée en une matière plastique appropriée comme par exemple du polycarbonate La partie introduite 6 est moulée autour d'une paire de barrettes de contact électriques 7 qui peuvent être en cuprobéryllium ou en acier chromé,mais sont de préférence en bronze phosphoreux Les parties des barrettes de contact 7 qui sont destinées à entrer en contact avec les barrettes correspondantes d'un connecteur identique font saillie dans une chambre 8 formée entre la partie 3 de l'enveloppe extérieure et la partie introduite 6 Les barrettes de contact 7 sont disposées de manière que l'utilisateur ne risque pas de les toucher avec les doigts, comme stipulé dans la norme "Electrical Safety Standard I.E C 65 ", assurant ainsi un fonctionnement en toute sécurité sous des tensions élevées, ainsi la chambre 8 présente des dimensions insuffisantes pour que l'utilisa- teur puisse y accéder avec un doigt et à cet égard il con- vient de noter que les dessins annexés sont à l'échelle :2 La surface de contact relativement importante permet- tra de faire passer en toute sécurité des courants forts. Le connecteur est muni d'un dispositif de verrouillage désigné dans son ensemble par 9 et comprenant un poussoir 10, un crochet de verrouillage hl et un ressort 12 exerçant une tension initiale, le poussoir et le crochet s'étendant à travers une fente 13 ménagée dans l'enveloppe extérieure et le crochet de verrouillage 1 l étant dirigé vers l'extérieur, comme représenté Le dispositif de verrouillage 9, y compris le ressort 12, et la partie introduite 6 sont conjointement maintenus fermement dans l'enveloppe extérieure 1 au moyen d'une vis sans tête ou d'une vis d'arrêt 14 Une paire de vis d'arrêt 15 servent à serrer un câble électrique (non représenté) dans le connecteur, un tel câble étant fixé de la manière usuelle par brasage aux extrémités 16 ne formant pas contact des barrettes de contact 7. L'enveloppe extérieure 1 présente au voisinage de son bord libre, dans ce qui pourrait être appelé sa "lèvre", une fente 17 destinée à recevoir le crochet de verrouillage d'un dispositif de verrouillage d'une contrepartie identique lorsque deux connecteurs selon l'invention sont en prise l'un avec l'autre, comme représenté sur la figure 4 Lorsque les deux connecteurs identiques sont réunis en étant poussés l'un dans l'autre, après avoir été amenés par rotation autour de leurs axes longitudinaux coincidants, c'est-à-dire l'axe fictif 18 représenté sur la figure 4, dans des positions décalées de l'un par rapport à l'autre, chaque crochet de verrouillage 11 "s'engage avec un déclic" dans une fente correspondante 17 et les barrettes de contact 7 formant les deux paires se trouvent appuyées intimement les unes contre les autres par paires de même polarité. Les barrettes de contact 7 établissent ainsi la connexion de façon très positive sans que cela nécessite des ressorts-lames ou d'autres ressorts additionnels, et se trouvent enfermées à l'intérieur d'un espace très réduit 19 (voir la figure 4) formée entre les parties introduites 6 des deux connecteurs, de manière à empêcher effectivement une distorsion des barrettes Etant donné que cet espace 19 est si réduit en volume, il ne risque de se produire que peu d'oxydation, alors qu'en tout état de cause, du fait que l'aire de contact est relativement grande, un auto- nettoyage a lieu chaque foisque deux connecteurs sont mis en prise ou dégagés l'un de l'autre Un autre avantage découle du fait que les dispositifs de verrouillage se trouvent à l'opposé l'un de l'autre, dans la mesure ou cet agencement réduit à un minimum tout fléchissement indésira- ble de la paire de connecteurs mis en prise l'un avec l'autre; afin de dégager ceux-ci l'un de l'autre les poussoirs 10 sont simultanément poussés vers l'intérieur et les deux connecteurs sont séparés en tirant simplement sur ceux-ci. Dans une forme de réalisation légèrement modifiée peut être incorporé un dispositif d'assujettissement comme par exemple un agencement approprié de saillies, lèvres ou bourrelets et des rainures ou fentes correspondantes ménagées dans l'enveloppe extérieure et dans la partie introduite, lequel agencement sert à éviter que dès connexions électriques inadaptées ne soient établies par erreur ou ignorance. Les figures 5, 6 et 7 représentent une prise murale d'une conception semblable à la présente invention décrite ci-dessus, laquelle prise comprend une enveloppe cylindrique extérieure 20 équipée d'une plaque 21; cette dernière présente des trous à vis 22 au moyen desquels la prise peut être fixée à un mur, paroi ou panneau. A l'intérieur de l'enveloppe 20 se trouve une partie introduite 23, de préférence en une matière plastique à base de polycarbonate, moulée autour d'une paire de barrettes de contact 24 réalisées de préférence en bronze phosphoreux La partie introduite 23 est assujettie à l'intérieur de l'enveloppe 20 par une vis d'arrêt 25 et dans cette forme de réalisation un évidement 26 est à nouveau formé dans la surface intérieure de l'enveloppe 20, cet évidement 26 étant apte à recevoir un crochet de verrouillage, tel que celui désigné par ll sur les figures 1 à 4, d'un connecteur "fiché dans" la prise murale. Lorsqu'un connecteur électrique selon l'invention est engagé dans une prise et non pas dans une contrepartie identique, le problème du fléchissement ne joue pas, en pa- reil cas, un rôle important. Les *figures 8, 9 et 10 représentent une forme de réalisation à bas prix de revient qui rentre encore dans le cadre de la présente invention Dans cette forme de réalisation un équivalent de l'enveloppe extérieure et de la partie introduite dans cette dernière est un élément formant corps 30 qui présente, dans sa surface extérieure, un certain nombre de rainures transversales 31 L'élément formant corps 30 est de préférence en une matière plastique à base de polycarbonate et est moulé autour d'une paire de -barrettes de contact électriques 32, de préférence en bronze phosphoreux, dont les extrémités établissant le contact font saillie dans une chambre 33, cette chambre présentant des dimensions insuffisantes pour qu'un doigt de l'utilisateur puisse y accéder A proximité du bord avant de la région de l'élément formant corps 30 qui forme une paroi semicylindrique de la chambre 33 est ménagée une ouverture ou fente 34 dont il sera encore question plus loin. Sur l'extrémité arrière de l'élément formant corps 30 est montée une partie terminale arrière sensiblement tronconique 35 destinée à recevoir un câble et réalisée de préférence en une matière synthétique peu coûteuse telle que le Néoprène La partie terminale arrière 35 "s'engage de manière brusque' sur l'extrémité arrière 36 de l'élément cylindrique formant corps 30 grâce à un bourrelet annulaire 37 formé sur sa paroi intérieure et qui coopère avec les deux parois 38 d'un angle rentrant exécuté dans la partie terminale arrière 36 Une extrémité d'un câble électrique est amenée à passer par la partie terminale arrière 35, puis fixée par brasage aux extrémités 39 des barrettes de contact 32, qui ne sont pas destinées à établir un contact, et enroulée autour de ces extrémités. Un bras de verrouillage élastique 40 solidaire de l'élémént formant corps 30 et s'étendant à partir de celui-ci se termine de façon à former un crochet de verrouillage 41 dirigé vers l'extérieur et qui est destiné à être reçu dans une fente telle que 34 d'une contrepartie identique lorsque deux connecteurs de ce genre sont réunis en les poussant l'un dans l'autre de la manière décrite plus haut Pour permettre aux connecteurs ainsi réunis 25425 a 9 d'être dégagés l'un de l'autre ils sont séparés en tirant sur eux avec une force juste suffisante pour que le crochet de verrouillage arrondi 41 "sorte avec un déclic" de la fente ou ouverture correspondante 34. Malgré le fait que dans ce qui précède il s'agit d'un connecteur électrique selon l'invention comportant une paire de barrettes de contact électriques 7, 24, 32,il est néanmoins envisagé la possibilité de prévoir des formes de réalisation comprenant ce qui pourrait être appelé des barrettes de contact "multiples" Des connecteurs du genre décrit comprenant par exemple quatre, six, huit ou même dix barrettes de contact peuvent être considérés comme restant dans le cadre de la présente invention, la différence non fondamentale résidant seulement dans les dimensions et la géométrie de l'enveloppe extérieure et de la partie introduite de manière ajustée dans cette dernière. Une telle forme de réalisation est illustrée sur les figures 11 et 12 Une enveloppe extérieure 50 entoure une partie introduite 51 qui est à nouveau de préférence en une matière plastique à base de polycarbonate L'enveloppe extérieure 50 présente, dans sa surface extérieure, de multiples rainures transversales 52 On comprendra à présent que la coupe longitudinale verticale de la forme de réalisation représentée sur les figures 11 et 12 est la même que la coupe longitudinale verticale représentée sur la figure 2 La forme de réalisation des figures Il et 12 comporte six barrettes de contact électriques 53 et une partie terminale arrière 54, un crochet de verrouillage 55, un poussoir 56 et une vis sans tête 57 pour l'assujettisse- ement du dispositif de verrouillage qui sont montés d'une manière semblable à celle décrite plus haut. Il ressort de ce qui précède que des connecteurs électriques capables de coopérer avec une contrepartie identique, après mise en prise avec celleci, et fabriqués conformément à la présente invention sont appelés à devenir 25425 AQ 9 pour le public des connecteurs inédits ou sensiblement per- fectionnés par rapport à ceux de la technique antérieure ou, tout au moins, un article de choix très utile et attrayant. REVENDICATIONS 1 Connecteur électrique capable de coopérer avec une contrepartie identique après avoir été mis en prise avec celle-ci, caractérisé en ce qu'il comprend un -élément formant corps ( 30) moulé autour d'au moins une paire de barrettes de contact électriques ( 32) dont les extrémités destinées à établir le contact font saillie dans une chambre ( 33) formée au niveau d'une extrémité de l'élément formant corps ( 30) destinée à recevoir la contrepartie, la chambre ( 33) présentant des dimensions insuffisantes pour permettre à l'utilisateur d'y accéder avec un doigt; une partie terminale arrière tronconique ( 35) associée à l'élément formant corps et destinée à recevoir un câble électrique, lequel peut être amené à passer par la partie terminale arrière ( 35) pour être relié aux autres extrémités desdites barrettes de contact; un organe de verrouillage élastique ( 40) porté par le connecteur et muni d'un crochet de verrouillage ( 41) dirigé vers l'extérieur; et une fente ( 34) ménagée au niveau de ladite chambre au voisinage du bord libre de l'élément formant corps ( 30), laquelle fente ( 34) est apte à recevoir le crochet de verrouillage ( 41) d'un organe de verrouillage élastique d'une contrepartie identique lorsque deux connecteurs électriques selon l'invention sont réunis en étant poussés longitudinalement de façon à venir en prise l'un avec l'au- tre de sorte que les barrettes de contact ( 32) constituant les paires, au moins au nombre de deux, sont appuyées les unes contre les autres par paires de même polarité. 2 Connecteur électrique capable de coopérer avec une contrepartie identique après mise en prise avec celle-ci, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure (l; 50); une partie introduite ( 6; 51) entourée par l'enveloppe extérieure et moulée autour d'au moins une paire de barrettes de contact électriques ( 7; 24; 53) dont les extrémités destinées à établir le contact font saillie dans une chambre ( 8) formée entre l'enveloppe extérieure et la partie introduite, au niveau de l'extrémi- té de celle-ci destinée à recevoir la contrepartie, ladite chambre présentant des dimensions insuffisantes pour permettre à un utilisateur d'y accéder avec un doigt; une partie terminale arrière sensiblement tronconique ( 4; 54) associée à l'enveloppe extérieure ( 1; 50) et destinée à recevoir un câble électrique qui peut être amené à passer par la partie terminale arrière ( 4; 54) afin d'être relié aux autres extrémités des barrettes de contact ( 7; 53); un dispositif de verrouillage élastique ( 9) porté par l'enveloppe extérieure et muni d'un crochet de verrouillage ( 11; 55) dirigé vers l'extérieur; et une fente ( 17) ménagée dans l'enveloppe extérieure au voisinage de son bord libre, laquelle fente est apte à recevoir le crochet de verrouillage ( 11; 55) d'un dispositif de verrouillage élastique d'une contrepartie identique lorsque deux connecteurs électriques selon l'invention sont réunis en étant poussés longitudinalement de façon à venir en prise l'un avec l'autre de sorte que les barrettes de contact ( 7; 53) formant au moins deux paires sont appuyées les unes contre les autres par paires de même polarité. 3 Connecteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie terminale arrière ( 35; 4; 54) est en NEOPRENE. 4 Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie terminale arrière ( 35; 4; 54) est réalisée de façon à s'engager de manière brusque respectivement sur l'élément formant corps ( 30) ou l'enveloppe extérieure ( 1; ). Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que l'élément formant corps ( 30) est réalisé en une matière plastique à base de polycarbonate. 6 Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la partie introduite ( 6; 51) est réalisée en une matière plastique à base de polye-arbonate. 7 Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 et 6, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure ( 1; 50) et le dispositif de verrouillage ( 9) sont réalisés en un alliage de zinc par coulée, l'enveloppe extérieure ( 1; 50) étant cylindrique et présentant, dans sa surface extérieure, de multiples rainures transversales ( 2; 52). 8 Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les barrettes de contact électriques ( 7; 32; 53) sont réalisées en bronze phosphoreux.