Brevet FR2602919A1 — publié le 19880219

L'invention concerne les connecteurs électriques et plus particulièrement des connecteurs coaxiaux conçus avec une structure de montage sur panneau. Les équipements électroniques utilisent souvent un système de baies dans lequel un grand nombre de connecteurs sont montés sur un panneau. Les connecteurs s'accouplent, à la fois électriquement et mécaniquement, avec des connecteurs complémentaires montés sur une baie, par exemple sous la forme d'un tiroir, qui est introduit dans 10 un évidement du panneau. Dans un tel système de baies, on utilise des connecteurs enfichables du type à connexion et déconnexion rapides. Dans le passé, chaque connecteur monté sur le panneau était aligné avec précision sur son connecteur complémentaire 15 de la baie afin que l'on obtienne un accouplement approprié lors de l'assemblage de la baie et du panneau. La nécessité d'obtenir un alignement précis a exigé des tolérances précises pour le système, ce qui a entraîné une élévation des coûts de fabrication. Pour réduire le problème du défaut d'alignement des connecteurs et permettre un relâchement des exigences concernant les tolérances de fabrication, les connecteurs de la baie ou du panneau sont réalisés de façon à pouvoir effectuer un mouvement flottant pour s'aligner automatiquement 25 d'eux-mêmes sur les connecteurs complémentaires pendant l'accouplement. Un connecteur flottant est connu et décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 580 862. Le connecteur flottant connu doit être fixé au panneau par des vis ou d'autres organes de fixation. Le connecteur selon l'invention comprend un assemblage complet qui peut être monté sur un panneau, soit pendant la fabrication, soit sur le terrain, en étant simplement inséré dans une ouverture du panneau. L'assemblage final du connecteur durant le montage n'est pas nécessaire, 35 non plus que l'utilisation d'organes pour la fixation du connecteur au panneau. Avec la présente invention, un grand nombre de connecteurs peuvent être montés:rapidement sur un panneau, avec un minimum d'inconvénients, et des panneaux portant de grands nombres de connecteurs à connecter peuvent être accouplés aisément, même si des connecteurs complémentaires à accoupler ne sont pas alignés entre eux. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un système de connecteurs à baies conçu pour l'accouplement de plusieurs connecteurs d'une forme actuellement préférée de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale des connecteurs de la figure 1 montés sur leurs panneaux respectifs; - la figure 3 est une vue partielle en perspective éclatée du connecteur mâle des figures 1 et 2; et - les figures 4 à 6 sont des coupes longitudinales montrant la possibilité pour le connecteur mâle des figures 1 à 3 de rattraper divers états de défaut d'alignement pendant l'accouplement. La figure 1 représente une partie d'un système 25 10 de connecteurs électriques qui comprend plusieurs connecteurs 12 montés sur une première paroi ou un premier panneau 13, et un groupe identique de connecteurs 14 montés sur un second panneau ou.une seconde paroi 16. La figure 1 illustre un système de baies dans lequel un panneau 16 est 30 incorporé dans un élément de baie mobile 15 sous la forme d'un tiroir, et un panneau 13 est incorporé dans un élément de panneau fixe 17. L'élémentde baie 15 peut être introduit dans l'élément de panneau 17 dans le sens indiqué par la flèche 20 pour accoupler simultanément le groupe de connec35 teurs 14 du panneau 16 avec le groupe de connecteurs 12 du panneau 13 afin de fermer les circuits électriques (non représentés) passant par les connecteurs. Comme montré sur la figure 2, les connecteurs 14 peuvent être des connecteurs à jack qui s'étendent à travers et sont montés dans plusieurs ouvertures 18 du panneau 16, et les connecteurs 12 peuvent être des connecteurs à broche qui s'étendent à travers et sont montés dans plusieurs ouvertures 19 du panneau 13. Ce dernier est avantageusement d'une épaisseur suffisante pour que les connecteurs à broche 10 12 soient positionnés à peu près totalement à l'intérieur des ouvertures 19. Les connecteurs 12 et 14 comprennent-des connecteurs coaxiaux conçus pour la terminaison et la connexion de deux câbles coaxiaux 21 et 22 (les câbles ne sont 15 pas représentés sur la figure 1 pour plus de clarté). Le connecteur 14 est un connecteur coaxial à jack de réalisation connue. Il comprend un contact central 31, électriquement conducteur, supporté axialement à l'intérieur d'une coque extérieure 32, conductrice du courant électrique, de laquelle il est isolé électriquement. Le connecteur 14 est connecté à un câble coaxial 22. Le contact central 31 est relié électriquement au conducteur central 30 du câble 22 et la coque conductrice extérieure 32 est reliée électriquement au conducteur extérieur 35 du 25 câble 22. Le contact central 31 est isolé électriquement de la coque extérieure 32 par une entretoise ou un obturateur annulaire 33 formé d'une matière diélectrique convenable. Un contact extérieur tubulaire 34, conducteur du courant électrique, est positionné à l'intérieur de la coque 32 et est relié électriquement au conducteur extérieur 35 par la coque 32. La coque extérieure 32.est réalisée d'une seule pièce avec une bride annulaire 36 s'étendant vers l'extérieur à proximité immédiate de son extrémité arrière. Au moins une 35 partie de la surface extérieure de la coque 32 est filetée comme représenté en 37. Pour monter le connecteur à jack 14 sur le panneau 16, on introduit le connecteur dans une ouverture 18 du panneau 16 dans le sens indiqué-par la flèche 38 jusqu'à ce que la bride 36 porte contre la surface 39 du panneau 16. Un écrou 40 de blocage est ensuite vissé sur la partie filetée 37 de la coque 32 et serré jusqu'à ce que le panneau 16 soit retenu fermement entre la bride 36 et l'écrou 40. Après la fixation, le connecteur à jack 14 est monté rigidement sur le panneau 16 et ne peut plus se 10 déplacer par rapport à lui. Le connecteur 12 est un connecteur axial à fiche qui comprend une partie de corps 60 comportant une coque ou un bottier extérieur 61 de forme globalement cylindrique, présentant un passage axial 62 de section variable, s'étendant de l'extrémité arrière 63 à l'extrémité avant 64. Un câble coaxial 21 pénètre dans la coque 61 du corps 60 du connecteur par l'extrémité arrière 63. Le câble 21 est supporté par une bague 66 de serrage qui est fixée par emmanchement à force dans une partie arrière 62a du passage, comme montré. L'extrémité du conducteur extérieur 26 du câble coaxial 21 est mise à nu et entourée étroitement par la bague de serrage 66 lorsque cette dernière est déplacée vers l'avant pour se coincer contre la paroi intérieure de la partie 62a du passage afin d'établir une 25 liaison électrique entre le conducteur extérieur 26 et la coque extérieure 61. Le connecteur 12 comprend également un contact électrique ou contact central 67 comportant une partie arrière 67a conçue pour recevoir le conducteur central 27 du câble coaxial. Le conducteur central 27 du câble coaxial 21 est conçu pour pénétrer dans la partie 67a du contact central 67 et y être retenu par emmanchement à force ou analogue. Le contact central 67 est supporté axialement à l'intérieur de la coque extérieure 61 par un élément diélectrique annulaire 68 qui, à la fois, supporte le contact central 67 et l'isole électriquement de la coque extérieure 61. Un tronçon de broche 67b à découvert du contact central 67 fait saillie vers l'extérieur de l'élément diélectrique jusqu'à un point proche de l'extrémité avant 64 du corps 60 du connecteur, et est conçu pour -être reçu par une douille centrale 31 de contact du connecteur à jack 14 lorsque les deux connecteurs 12 et 14 sont accouplés. Un contact extérieur 69 entoure le contact central à découvert 67b. Le contact extérieur 69 est emboîté dans la coque 61 du corps 60 et est isolé électriquement du contact central 67b par de l'air, et il comprend plusieurs doigts à ressort 69a, divergeant radialement, qui sont conçus pour établir un contact électrique avec le contact extérieur 34 et la coque 32 du connecteur à jack 15 14 lors de l'accouplement des connecteurs comme montré sur les figures 5 et 6. Une bague 76 entoure la coque 61 du corps 60 du connecteur à proximité immédiate de son extrémité arrière. La bague 76 est fixée rigidement à la coque 61 20 du corps 60 et elle comporte une bride annulaire 77 s'étendant vers l'extérieur. Les moyens de montage du corps du connecteur sur le panneau, lorsque le corps de connecteur est inséré dans l'ouverture, comprennent des moyens élastiques destinés à assujettir fixement le connecteur au panneau lorsque le corps du connecteur est simplement poussé dans l'ouverture du panneau, tout en permettant.au connecteur de flotter et de rattraper automatiquement tout défaut d'alignement avec un connecteur complémentaire. Les moyens 30 élastiques sont mobiles à la fois radialement et axialement par rapport au corps du connecteur afin de permettre l'insertion de celui-ci dans l'ouverture, et d'empêcher ensuite le corps du connecteur d'être retiré de l'ouverture et afin aussi de supporter élastiquement le corps du connecteur pour qu'il puisse se déplacer par rapport au panneau afin de permettre un alignement automatique du corps du connecteur avec un connecteur complémentaire durant l'accouplement. Lesmoyensde retenue de panneau comprennent un premier moyen destiné à définir une première bride, et un second moyen comprenant une bague -fendue de retenue entourant librement le corps du connecteur et définissant une seconde bride qui est rappelée vers le premier moyen par un ressort. Durant le montage du corps du connecteur 10 sur le panneau, la bague fendue de retenue, qui est élastique, est comprimée vers l'intérieur afin de permettre l'insertion du corps du connecteur dans l'ouverture du panneau. Cependant, lorsque le corps du connecteur est totalement positionné dans l'ouverture, la bague s'expanse vers l'extérieur pour empêcher le corps du connecteur d'être retiré de l'ouverture. Le moyen à ressort comprend avantageusement un ressort qui rappelle la bague fendue de retenue vers la première bride. Par exemple, un-ressort hélicoidal peut être placé entre le corps du connecteur et 20 la bague de retenue afin que le corps du connecteur puisse se déplacer axialement, radialement et angulairement dans l'ouverture du panneau, par rapport au panneau, ce qui permet au corps du connecteur de s'aligner automatiquement, de lui-même, avec un connecteur complémentaire durant l'accouplement, même si les deux connecteurs ne sont pas centrés sur un axe commun avant l'accouplement. Le connecteur 12 est retenu dans le panneau 13 et dans l'ouverture 19 du panneau par des moyens élastiques qui permettent l'insertion et le montage du connecteur 12 30 sur le panneau 13 sans outil, et un alignement automatique du connecteur 12, une fois monté, pour qu'il s'accouple de façon fiable avec un connecteur 14 si les connecteurs 12 et 14 ne sont pas centrés sur un axe commun et si le connecteur 14 présente un défaut sensible d'alignement avec le 35 connecteur 12. Les moyens élastiques comprennent une partie radialement élastique 79 et une partie axialement élastique 83. La partie radialement élastique 79 des moyens élastiques est un anneau fendu 79 de retenue, en forme de C, disposé librement autour de la coque 61. L'anneau 79 de retenue constitue une seconde bride espacée de la première bride 77 afin de définir avec elle une gorge annulaire 81. La partie axialement élastique 83 des moyens élastiques est un ressort hélicoidal 83 qui entoure également la coque extérieure 61 comme représenté. Une extrémité 83a du ressort 83 porte 10 contre l'anneau 79 par l'intermédiaire d'une rondelle 84 qui est avantageusement disposée entre le ressort 83 et l'anneau 79 de retenue. L'extrémité opposée 83b du ressort 83 est en contact avec un épaulement 86 de la coque 61 et exerce une poussée sur cet épaulement. La longueur du ressort 15 83 est telle qu'il est comprimé lorsqu'il est placé entre l'anneau 79 et la coque 61. L'anneau 79 de retenue est ainsi forcé vers l'arrière du connecteur dans la direction du bord 82 de la bague 76. Le connecteur à fiche 12 est conçu pour être 20 monté sur un panneau 13 et supporté dans une ouverture 19. Pour monter le connecteur 12 sur le panneau 13, on l'insère dans une ouverture 19 de ce panneau 13 dans le sens indiqué par la flèche 85. Le diamètre de la partie de corps 60 des connecteurs est tel que cette partie s'ajuste avec un léger 25 jeu dans l'ouverture 19 et peut être poussée à peu près totalement dans l'ouverture 19 jusqu'à ce que l'anneau fendu 79 de retenue rencontre le bord périphérique 88 du panneau 13. Le bord périphérique 88 porte sur la surface conique 87 de l'anneau 79 de retenue et, sous l'effet de la poursuite du mouvement du connecteur 12 vers l'intérieur de l'ouverture 19, le bord 82 pousse l'anneau 79 contre le rebord intérieur 91 de l'ouverture 19. L'anneau 79 est comprimé vers l'intérieur pour pouvoir se dégager du bord 88 et du rebord 91 de l'ouverture 19 et l'insertion se poursuit jusqu'à ce que la première bride rigide 77 porte contre la surface 89 du panneau 13. Lorsque le connecteur 12 est totalement inséré dans l'ouverture 19, l'anneau fendu 79 de retenue dégage l'épaulement intérieur 90 du rebord intérieur 91 dans l'ouverture 19 et s'expanse vers l'extérieur pour prendre la position montrée sur la figure 2 afin de bloquer le rebord intérieur 91 de l'ouverture 19 dans la gorge annulaire 81 formée entre.l'anneau 79 de retenue et la bride 77. Le connecteur est ainsi retenu dans l'ouverture 19 du panneau 11 sans que des outils, des boulons ou d'autres o10 organes de fixation, normalement nécessaires pour fixer un connecteur à un panneau, soient utilisés. La présente invention permet donc d'assembler en usine l'ensemble du connecteur 12 et de le transporter sous la forme d'un bloc totalement assemblé destiné à être monté sur un panneau. Il 15 n'est pas nécessaire de transporter le connecteur partiellement désassemblé ou de prévoir des écrous et des boulons séparés ou d'autres organes de fixation pour monter le connecteur sur le panneau. Grace à la présence de Ses moyens de montage -20 élastiques, à savoir l'anneau fendu 79 de retenue et le ressort hélicoidal 83, la partie de corps 60 du connecteur est montée de façon flottante à l'intérieur de l'ouverture 19 du panneau l1 de façon à pouvoir se déplacer axialement, radialement et angulairement par rapport au panneau 13, et elle est capable de s'aligner automatiquement, d'ellemême, avec un connecteur 14 à jack lors de l'accouplement. En particulier, en cas de défaut- d'alignement radial des connecteurs 12 et 14, le corps 60 de connecteur peut se déplacer radialement dans les limites permises par 30 le jeu entre le rebord intérieur 91 de l'ouverture 19 et la partie de corps 61 de connecteur grâce à l'élasticité du ressort 83, comme illustré sur la figure 4. Le bord avant 101 du connecteur à jack 14 porte sur la surface conique 102 du connecteur à fiche 12, et la surface 102 guide les deux connecteurs pour les amener en alignement radial permet- tant un accouplement convenable. La partie de corps 60 du connecteur est capable de se déplacer axialement dans le sens indiqué par la flèche 111 sur la figure 5 grâce à une compression du ressort hélicoidal 83. La compensation d'un défaut d'alignement axial suivant l'axe d'accouplement permet au connecteur à jack 14 d'être totalement inséré dans le connecteur à fiche pendant l'accouplement et minimise le risque de rupture durant un couplage électrique à la fois des contacts extérieurs et centraux des deux 10 connecteurs. En cas de défaut d'alignement angulaire des connecteurs 12 et 14, la partie de corps 60 du connecteur peut s'incliner légèrement comme illustré sur la figure 6. Cette possibilité résulte du fait que l'anneau fendu 79 15 de retenue est supporté élastiquement par le corps du connecteur et peut se déplacer angulairement comme montré sur la figure 6. Le degré du mouvement angulaire du connecteur 12 est limité principalement par le diamètre de l'ouverture 19. Le corps de connecteur flottant étant logé 20 pratiquement en totalité dans l'ouverture 19, il ne peut effectuer des mouvements angulaires excessifs qui pourraient endommager le connecteur ou la connexion électrique et mécanique entre les connecteurs à jack et à fiche. Dans la forme de réalisation illustrée, le corps 60 de connecteur est capable d'effectuer un mouvement radial pouvant atteindre 0,5 mm et un mouvement axial pouvant atteindre 1,5 mmn par rapport au panneau 13, et il est capable d'effectuer un mouvement angulaire correspondant à ces mouvements axial et radial. Ces chiffres ne sont donnés qu'à titre d'exemple, car le connecteur peut être modifié pour exécuter des mouvements plus grands ou moins grands suivant les exigences de l'application particulière dans laquelle il est utilisé. Pour retirer le connecteur à fiche 12 du panneau 11, il suffit de comprimer suffisamment l'anneau fendu 79 de retenue pour permettre-à l'ensemble du connecteur 12 d'être retiré du panneau dans le sens opposé à celui de la flèche 85 sur la figure 2. A cet effet, on peut insérer un outil approprié dans l'ouverture 19 5 pour qu'il porte contre l'anneau fendu élastique 79 de retenue et le comprime jusqu'à ce qu'il soit retiré en passant dans le rebord 91 de l'ouverture 19. Bien qu'un connecteur à fiche soit décrit comme étant le connecteur flottant, il est possible, si cela est souhaité, de concevoir un connecteur à jack pour qu'il soit flottant. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'assemblage de connecteur électrique décrit et représenté sans sortir du cadre de 15 l'invention. 1 1 REVENDICATIONS 1. Assemblage de connecteur électrique (12) destiné à être monté dans une ouverture (19) délimitée par un panneau (13) et à être connecté à un connecteur 5 complémentaire *14j, comprenant un corps de connecteur conducteur (60) s'étendant axialement à l'assemblage (12), un contact extérieur conducteur (69) situé sur le corps (60) et destiné à être connecté au connecteur complémentaire (14), un passage (62) traversant le corps (60), des moyens 10 (66) de connexion entre le corps (60) et un conducteur extérieur (26) d'un câble coaxial (21) reçu dans le passage (62), un contact central conducteur (67) relié à un conducteur central (27) du câble (21) et supporté à l'intérieur du corps (60) du connecteur par un élément 15 diélectrique (68), l'assemblage étant caractérisé en ce qu'une bride (77) entoure le corps (60) du connecteur et fait saillie radialement vers l'extérieur du corps (60), un anneau (79) entoure le corps (60) du connecteur et peut coulisser axialement le long de ce corps (60), l'anneau (79) étant réalisé de façon à être contracté radialement par l'application d'une compression à l'anneau (79) à son passage dans l'ouverture (19), une gorge (81), destinée à recevoir le panneau (13), étant formée entre la bride (77) et l'anneau (79) et un ressort (83), disposé axiale25 ment le long du corps (60) du connecteur, rappelant l'anneau (79) vers la bride (77). 2. Assemblage de connecteur électrique (12) selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'anneau (79) présente une surface extérieure conique (87) 30 tournée dans la direction s'écartant de la bride (77). 3. Assemblage de connecteur électrique (12) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en outre en ce que l'élément (66) de connexion comprend une bague (66) entourant le conducteur extérieur (26) et 35 coincée entre ce dernier et le passage (62). 4. Assemblage de connecteur électrique (12) selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en outre ence que le corps (60) du connecteur entoure le contact extérieur (69), et une extrémité cylindrique (64) du corps (60) du connecteur s'étend axialement au-delà du contact extérieur (69) et présente une surface intérieure conique (102). 5. Assemblage de connecteur électrique (12) selon I'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, 10 caractérisé en outre en ce que la bride (77)est située sur une bague (76) qui entoure le corps (60) du connecteur. 6. Assemblage de connecteur électrique (12) selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en outre en ce qu'une rondelle (84) est disposée entre l'anneau (79) et le ressort (83), le corps (60) du connecteur comporte un épaulement annulaire (86), le ressort (83) comporte des spires entourant le corps (60) du connecteur, et les extrémités du ressort (83) portent à force contre la rondelle (79) et l'épaulement 20 (86).